CN213984765U - 一种多激光枪模拟射击训练装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多激光枪模拟射击训练装置，包括一组激光发射组件、无线接收解码部件、投影和图像采集部件、总控电脑和投影屏；激光发射组件分别对应安装在每一把射击武器上，用于发射激光和包含激光发射组件编号的无线电编码信号；无线接收解码部件用于接收无线电编码信号并进行解码识别，输出解码所解出的激光发射组件编号信息；投影屏位于激光发射组件的前方；投影和图像采集部件位于投影屏的前方，对激光点进行位置识别，输出激光点的位置坐标信息，输出完成识别激光点的时刻的绝对时间数据；总控电脑接收上述脉冲发生时刻和识别激光点的时刻时间数据，匹配出同一个激光发射组件所发射的激光和无线电编码信号。

Description

一种多激光枪模拟射击训练装置

技术领域

本实用新型涉及一种在激光模拟射击训练中的多枪身份识别的装置，属于激光模拟射击训练产品的技术领域。

背景技术

在射击训练中可应用影像靶系统进行模拟训练，也即射手的枪上安装有激光发射器，投影机在屏幕上投影出目标图像，射手向投影屏目标进行发射激光模拟射击，系统通过对屏幕上激光点的位置识别，判断出是否击中目标。

影像靶系统的训练方法已经比较多见，也可同时进行一个或一个以上的多人训练，通常系统能识别出目标是否被击中，但是无法判断是哪支枪打中的，即射击结果中无法对射手身份进行识别，因此不能对参加训练的个人给出相应的成绩评定，只有整体的射击效果评价。

在现有的影像靶系统中，有的产品通过不同的激光枪发射不同波长的激光，通过激光波长识别来实现多人训练的评估，但是该方法受限于激光器件种类的限制，通常不能超过三人同时训练。

检索可见的相关专利，在CN204043522U《纸屏影像靶》中，可见进行多人射击训练，但未涉及人员身份识别。在CN209541534U《一种兼容模拟弹和实弹的影像对抗系统》中，其采用激光图像识别的方法，可识别八个人员，由于系统能识别图像特征的数量有限，不能识别更多的射击人员。

为了在影像靶训练中能对多人射击时相应的身份进行识别，给每个训练者的射击成绩给出准确的评估，因此迫切需要一种能对多人射击训练进行身份识别的装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种多激光枪模拟射击训练装置，通过本装置可以在影像靶训练时进行多射手的身份识别。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种多激光枪模拟射击训练装置，包括一组激光发射组件、无线接收解码部件、投影和图像采集部件、总控电脑和投影屏；

所述激光发射组件分别对应安装在每一把射击武器上，并独立编号，用于发射激光和包含激光发射组件编号的无线电编码信号；

所述无线接收解码部件中包含无线解码模块，用于接收无线电编码信号并进行解码识别，输出对应解码时刻的信号脉冲，记录该脉冲发生的时刻的绝对时间数据，同时输出解码所解出的激光发射组件编号信息；

所述投影屏位于激光发射组件的前方，作为射击目标；

所述投影和图像采集部件位于投影屏的前方，用于在投影屏上投影出射击目标，同时其包含图像识别电路，该图像识别电路对激光点进行位置识别，输出激光点的位置坐标信息，同时输出完成识别激光点的时刻的绝对时间数据；

所述总控电脑与无线接收解码部件、投影和图像采集部件信号连接，接收上述脉冲发生时刻和识别激光点的时刻时间数据，将两者进行比对，匹配出同一个激光发射组件所发射的激光和无线电编码信号，从而识别出所发射激光点对应的激光发射组件和射手身份。

具体地，所述激光发射组件包括激光发射机、夹板和夹板螺钉；所述激光发射机通过夹板和夹板螺钉夹持在射击武器的枪管上。

进一步地，所述激光发射机的壳体底部留有圆弧凹槽，夹板顶部对应留有圆弧凹槽，从而配合夹紧在枪管上。

具体地，所述激光发射机内包含有内置电池、发射机电路板、无线发射电路、内置发射天线、震动传感器、激光器、发射镜筒和发射镜头；

所述内置电池、无线发射电路、震动传感器、激光器通过发射机电路板连接；所述内置发射天线与无线发射电路信号连接；所述发射镜筒套设在激光器外，发射镜头位于发射镜筒内，且位于激光器的前端。

具体地，所述无线接收解码部件包含有无线解码用电源模块、无线控制电路、解码电路和接收天线；所述无线解码用电源模块、解码电路通过无线控制电路连接；所述接收天线与解码电路信号连接。

具体地，所述投影和图像采集部件包含投影机、摄像头和图像识别电路；所述投影机和摄像头通过图像识别电路连接，所属图像识别电路和投影机与总控电脑数据连接。

有益效果：

该多激光枪模拟射击训练装置能够有效地解决影像靶训练中多人无法识别的问题，通过此装置即可准确地对各人的射击成绩进行评定，可开展班组、多兵器或多武器等团队组成的战术训练。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1是该多激光枪模拟射击训练装置系统原理示意图。

图2是激光发射机在射击武器上的安装示意图。

图3是激光发射机在射击武器枪管夹装结构示意图。

图4是激光发射机内部构成示意图。

图5是无线接收解码部件构成示意图。

图6是投影和图像采集部件构成示意图。

图7是激光发射和无线接收解码时序。

图8是多枪发射和接收解码的时序关系。

图9是激光发射和图像识别输出的时序关系。

图10是无线解码输出时刻表。

图11是图像识别输出时刻对应无线解码输出时刻对应示意表。

其中，各附图标记分别代表：1激光发射组件，2无线接收解码部件，3投影和图像采集部件，4总控电脑，5投影屏，1-1激光发射机，1-2夹板，1-3夹板螺钉，1-4内置电池，1-5发射机电路板，1-6无线发射电路，1-7内置发射天线，1-8震动传感器，1-9激光器，1-10发射镜筒，1-11发射镜头，2-1无线解码用电源模块，2-2无线控制电路，2-3解码电路，2-4接收天线，3-1投影机，3-2摄像头，3-3图像识别电路。

标识字符分别代表：Q1～Qn枪，W-无线电编码信号，L-激光，A1-无线编码，LA1-发射激光脉冲，dt-无线编码发射结束到无线解码完成时刻的时间差，DT-开始发射激光时刻和解码完成时刻时刻的时间差，t1解码完成时刻，m1-完成解码后输出的身份信息，t-时间轴，XY1-坐标数据，p-激光脉冲结束后到图像识别完成开始输出信号的时间差，PT-激光脉冲开始时刻到图像识别完成时刻的时间差，B1-无线编码，LB1-发射激光脉冲，B2-无线编码，LB2-发射激光脉冲，C1-无线编码，LC1-发射激光脉冲，A2-无线编码，LA2-发射激光脉冲，tL-激光开始发射时刻，tp1-图像完成识别时刻。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本实用新型。

说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

该多激光枪模拟射击训练装置包含激光发射机组件1、无线接收解码部件2、投影和图像采集部件3、总控电脑4和投影屏5，如附图1所示。激光发射组件1分别对应安装在每一把枪(Q1、Q2、Q3……Qn)上，并独立编号，用于发射激光L和包含激光发射组件编号的无线电编码信号W；无线接收解码部件2中包含无线解码模块，用于接收无线电编码信号并进行解码识别，输出对应解码时刻的信号脉冲，记录该脉冲发生的时刻的绝对时间数据，同时输出解码所解出的激光发射组件编号信息；投影屏5位于激光发射组件1的前方，作为射击目标；投影和图像采集部件3位于投影屏5的前方，用于在投影屏5上投影出射击目标，同时其包含图像识别电路，该图像识别电路对激光点进行位置识别，输出激光点的位置坐标信息，同时输出完成识别激光点的时刻的绝对时间数据；总控电脑4与无线接收解码部件2、投影和图像采集部件3信号连接，接收上述脉冲发生时刻和识别激光点的时刻时间数据，将两者进行比对，匹配出同一个激光发射组件1所发射的激光和无线电编码信号，从而识别出所发射激光点对应的激光发射组件1和射手身份。

通过比对无线同步信号解码输出时刻和激光点识别输出时刻，当两者偏差在一定阈值范围内，即判定为同一激光发射机所射击的结果，由此对应无线同步信号中的激光发射机编号和激光点在屏幕中的坐标，即可获知是哪支枪发射了激光，并打在屏幕上的位置，从而进行包含射手身份信息的射击效果评估，实现了可识别多枪的模拟射击训练。

射手的激光发射组件1-1在激光发射的同时还发射包含发射机编号的无线电编码信号。在装置中的无线接收解码部件能对此无线信号进行解码，输出解码成功的时刻脉冲和发射机编号数据，该时脉冲刻信息以绝对时间表示。投影和图像采集部件能对屏幕上的激光点进行识别，输出位置坐标，同时还输出完成光点识别的时刻信息，该时刻信息以绝对时间表示。通过比较无线解码时刻和光点识别时刻，两者偏差在一定的阈值(同步时差)范围内时，则由装置中的总控电脑判定两组信息为相关，该激光点为该编号的枪所发射。即实现了激光枪身份在影像靶训练中的识别。

在图2中，激光发射机1-1安装在枪上，激光发射机1-1通过夹板1-2和夹板螺钉1-3，将激光发射机1-1夹持在枪管上。如图3所示，激光发射机1-1的壳体部分有圆弧凹槽，夹板上也有圆弧凹槽，可以和枪管很好配合夹紧。

图4为激光发射机1-1内部构成示意图，激光发射机1-1中包含有内置电池1-4、发射机电路板1-5、无线发射电路1-6、内置发射天线1-7、震动传感器1-8、激光器1-9、发射镜筒1-10和发射镜头1-11等。内置电池1-4、无线发射电路1-6、震动传感器1-8、激光器1-9通过发射机电路板1-5连接；内置发射天线1-7与无线发射电路1-6信号连接；发射镜筒1-10套设在激光器1-9外，发射镜头1-11位于发射镜筒1-10内，且位于激光器1-9的前端。

图4中，震动传感器1-8能感受到射手射击时扳机震动的信号，以此触发发射机电路板1-5，进行激光发射和无线编码信息发送。当发射机电路板1-5收到震动传感器1-8的信号后，立即驱动激光器1-9开始发光，所发激光为一定宽度的脉冲，如优选50ms，这一脉冲激光即模拟一发子弹的射击。激光器所产生的激光经发射镜头1-11准直后，向前发射出去。在发射激光的同时，无线发射电路1-6发射一组无线编码信号，该编码信号中包含了该发射机的编号。不同的发射机有相应的唯一编号，各射手的所持枪上的发射机编号不同，因此该编号也就对应了射手的身份。

如图5所示，在无线接收解码部件2中，包含有无线解码用电源模块2-1、无线控制电路2-2、解码电路2-3和接收天线2-4。无线解码用电源模块2-1、解码电路2-3通过无线控制电路2-2连接；所述接收天线2-4与解码电路2-3信号连接。无线信号通过接收天线2-4传入解码电路2-3，通过处理，解出了发射机的编号，同时输出一个解码成功的脉冲信号。此脉冲信号开始边沿触发无线控制电路2-2记录此时的绝对时间数据，以记录此脉冲发生的时刻。此解码时刻数据和发射机编码数据将通过控制电路送给总控电脑4。

在图6中，投影和图像采集部件3包含投影机3-1、摄像头3-2和图像识别电路3-3。投影机3-1和摄像头3-2通过图像识别电路3-3连接，所属图像识别电路3-3和投影机3-1与总控电脑4数据连接。摄像头3-2对所投影区域内的激光点进行拍摄采集，所采集的图像送给图像识别电路3-3进行激光点识别，所识别的激光点以坐标数据进行输出，在成功识别出一个激光点后，立即输出一个脉冲，同时记录该脉冲的发生时刻，以绝对时间数据进行记录，也即记录下了该激光点完成识别的时刻。该激光点坐标位置数据和激光点完成识别时刻数据将发送给总控电脑4。

在实际的射击过程中，即使是密集的连续射击，每发子弹都是不同时刻射出的，不可能是绝对同时发生，精细分析每发子弹的发射时刻数据，就能发现是各不相同的。因此，在模拟射击训练中，通过记录分析每次激光射击的发生时刻，关联对应所发射的激光发射机，也就可以追溯到每次激光射击所对应的激光发射机，即追溯出发射激光的射手身份信息。

激光发射机编号的编码可通过编码数据设定，根据编码格式能确定相应的容量，如采用基本的二进制编码，当采用8位码时，容量可达256个身份。由此本装置可对多人进行激光模拟射击训练，完全适用于几人、十几人或几十人对投影屏模拟射击训练的场合。(超过几十人就不适合在投影屏前狭小空间内展开训练)

如图7所示无线身份编码信息发送和解码的过程，如1号枪的激光发射镜筒在发射激光LA1脉冲的同时，无线发射电路发射带有“1号”信息的无线电信号。在本装置中，所有的各个发射机所发射的激光脉冲宽度LA是相同的，各个无线身份编码信号A的持续时间是相同的。在该无线电信号A1结束后，经过dt时段解码处理过程，无线接收解码部件即完成了接收解码并开始输出“解码完成时刻”t1和枪号“身份信息”m1数据。此解码完成时刻数据和发射机编号数据将通过控制电路送给总控电脑。其中解码完成时刻以装置的系统时间为准记录绝对时间值。

如图9所示，当1号枪发射完成激光脉冲LA1后，经p时段的识别处理后，图像识别电路即可完成屏幕上激光点的采集和识别，同时输出“图像识别完成时刻”和“激光点位置”信息。图像识别完成时刻以装置的系统时间为准记录绝对时间值。激光点位置则为激光点在屏幕上的坐标值。

装置中的无线解码和图像识别过程是相对固定的，即每次处理过程的dt值和p值不变。因此可以通过所记录得到的完成解码时刻和图像识别完成时刻进行比对，如果两者“同时”发生，则说明所识别的激光点位置即为该编号的激光发射机所发射，由此判定射击者的身份。该“同时”是指在时间差很小，在不超过装置设定的时间偏差阈值范围内所发生的两个事件。

如图8所示，当有多支枪在进行射击时，每次射击后，接收解码都能得到相应的解码完成时刻tn和发射机编号信息m。

如图10的数据记录表所示，在所记录到的五次无线接收解码输出信息中，解码完成时刻t1～t5都有具体的绝对时间值，同时也输出有对应的发射机编号(如枪1、枪2、枪2、枪3、枪1)。

在图7中，激光开始发射时刻为tL，经过DT时间段后，在t1时刻开始发生解码完成脉冲，因此，相互关系为：

t1＝tL+DT

在图9中，激光开始发射时刻为tL，经过PT时间段后，在tp1时刻开始发生图像识别完成脉冲，因此，相互关系为：

tp1＝tL+PT

因此，通过图像识别完成时刻换算的解码对应完成时刻ts：

ts＝t1＝tL+DT＝(tp1-PT)+DT

＝tp1–PT+DT

在图11的表中，图像识别输出的数据由光点坐标和图像识别完成时刻。经过换算出对应时刻值ts。总控电脑找到最接近时刻tn值，计算出两者偏差(ts-tn)，若此偏差值小于系统的偏差阈值，则两时刻记录判定为同一支枪所射击后的结果，即识别出该坐标处的激光点为哪一支枪所发射。在本示意表中，偏差阈值为0.01秒，表中的五个偏差值都未超出该阈值，因此其对应关系成立，即比对出了相应的枪号。

本实用新型提供了一种多激光枪模拟射击训练装置的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种多激光枪模拟射击训练装置，其特征在于，包括一组激光发射组件(1)、无线接收解码部件(2)、投影和图像采集部件(3)、总控电脑(4)和投影屏(5)；

所述激光发射组件(1)分别对应安装在每一把射击武器上，并独立编号，用于发射激光和包含激光发射组件编号的无线电编码信号；

所述无线接收解码部件(2)中包含无线解码模块，用于接收无线电编码信号并进行解码识别，输出对应解码时刻的信号脉冲，记录该脉冲发生的时刻的绝对时间数据，同时输出解码所解出的激光发射组件编号信息；

所述投影屏(5)位于激光发射组件(1)的前方，作为射击目标；

所述投影和图像采集部件(3)位于投影屏(5)的前方，用于在投影屏(5)上投影出射击目标，同时其包含图像识别电路，该图像识别电路对激光点进行位置识别，输出激光点的位置坐标信息，同时输出完成识别激光点的时刻的绝对时间数据；

所述总控电脑(4)与无线接收解码部件(2)、投影和图像采集部件(3)信号连接，接收上述脉冲发生时刻和识别激光点的时刻时间数据，将两者进行比对，匹配出同一个激光发射组件(1)所发射的激光和无线电编码信号，从而识别出所发射激光点对应的激光发射组件(1)和射手身份。

2.根据权利要求1所述的多激光枪模拟射击训练装置，其特征在于，所述激光发射组件(1)包括激光发射机(1-1)、夹板(1-2)和夹板螺钉(1-3)；

所述激光发射机(1-1)通过夹板(1-2)和夹板螺钉(1-3)夹持在射击武器的枪管上。

3.根据权利要求2所述的多激光枪模拟射击训练装置，其特征在于，所述激光发射机(1-1)的壳体底部留有圆弧凹槽，夹板(1-2)顶部对应留有圆弧凹槽，从而配合夹紧在枪管上。

4.根据权利要求2所述的多激光枪模拟射击训练装置，其特征在于，所述激光发射机(1-1)内包含有内置电池(1-4)、发射机电路板(1-5)、无线发射电路(1-6)、内置发射天线(1-7)、震动传感器(1-8)、激光器(1-9)、发射镜筒(1-10)和发射镜头(1-11)；

所述内置电池(1-4)、无线发射电路(1-6)、震动传感器(1-8)、激光器(1-9)通过发射机电路板(1-5)连接；所述内置发射天线(1-7)与无线发射电路(1-6)信号连接；所述发射镜筒(1-10)套设在激光器(1-9)外，发射镜头(1-11)位于发射镜筒(1-10)内，且位于激光器(1-9)的前端。

5.根据权利要求1所述的多激光枪模拟射击训练装置，其特征在于，所述无线接收解码部件(2)包含有无线解码用电源模块(2-1)、无线控制电路(2-2)、解码电路(2-3)和接收天线(2-4)；所述无线解码用电源模块(2-1)、解码电路(2-3)通过无线控制电路(2-2)连接；所述接收天线(2-4)与解码电路(2-3)信号连接。

6.根据权利要求1所述的多激光枪模拟射击训练装置，其特征在于，所述投影和图像采集部件(3)包含投影机(3-1)、摄像头(3-2)和图像识别电路(3-3)；所述投影机(3-1)和摄像头(3-2)通过图像识别电路(3-3)连接，所属图像识别电路(3-3)和投影机(3-1)与总控电脑(4)数据连接。

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