CN2890826Y - 激光模拟射击训练系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于视频识别技术领域，涉及激光模拟射击训练系统；该系统包括：激光枪、由旋转靶体、间歇槽轮及其驱动电动机、升降门及其驱动电动机、CCD摄像机安装成一体构成被射击的可升降、旋转的靶机；由核心控制器及与其相连的外围设备和无线模块及电源组成的信号处理装置；所述靶机的驱动电动机与核心控制器相连。本实用新型具有安全、简便、射击精度高、弹着点实时显示、语音报靶、自动实现显隐靶控制、无线遥控和成绩管理等功能。同时，本系统将激光器的激发控制开关放到枪膛中，激光发出与实战枪机的撞针撞击弹体同步，可与军用枪实弹射击过程完全一致。靶机、核心控制器及其外围设备集成在一箱体中，可适用于部队全天候射击训练。

Description

激光模拟射击训练系统

技术领域

本实用新型属于视频识别技术领域，特别涉及激光模拟射击训练系统。

背景技术

目前的部队(军事训练，特别是新兵此括号内的可删除！)射击训练主要分为瞄准和实弹射击两个部分，在做瞄准训练时，先瞄准然后起身，再检验，这样不仅很繁琐而且导致训练结果很大程度上受检验水平的影响；实弹射击训练的工作量大，牵涉到警戒、人工报靶、安全等诸多环节，实弹射击的成本也较高；传统的报靶方式存在准确性差、速度慢、不能实现即射即报功能；另外，狭小场地等也无法满足要求实弹射击要求。有专利文献公布了自动报靶装置和激光模拟射击训练系统，例如：1、实用新型专利00213622.8、2、实用新型专利200420115331.1、3、实用新型专利03240192.2和4、黄建军、余建华、将明、徐耀宗发表的“自动步枪激光模拟射击系统”(应用激光，2001年2月，21卷，第一期，pp41-42)。文献1和3虽然解决了报靶的基本功能，但功能单一，配置不灵活；文献2的系统结构使用外置的CCD摄像机，调试和使用过程都很复杂，还需要配置专用计算机才能完成设计和成绩管理；文献4的系统采用内置CCD(电荷藕合器件)摄像机，靶机单一，无法实现系统的系列的训练要求。目前的激光模拟射击训练系统中激光触发方法是将触发开关放在扳机上，扳动扳机时，发出激光。这样不能准确模拟实战情况，因为不能保证扳机上触发开关与实战枪机的撞针撞击弹体同步。

已有训练系统归纳起来有以下不足：

1、已有的激光模拟射击训练系统需要与一台计算机共同工作，才能进行模拟射击训练。大大降低了系统的环境适应性。不是全天候的、很难在室外、野外使用。

2、已有的激光模拟射击训练系统的靶型少、组合方法简单，能模拟的射击科目与方案有限，与实战有较大距离。

3、已有的激光模拟射击训练系统的激光器设置在枪管外，采用“在枪膛外，扳机撞击激光器开关”的触发方式触发激光，故激光已经发出，但枪机还未动作，因此只解决了瞄准训练问题，没有解决击发训练问题。

发明内容

本实用新型的目的是为克服已有技术的不足之处，设计一种激光模拟射击训练系统。本实用新型具有安全、简便、射击精度高、弹着点实时显示、语音报靶、自动实现显隐靶控制、无线遥控和成绩管理等功能。同时，本系统的激光器装置中将激光器的激发控制开关放到枪膛中，激光发出与实战枪机的撞针撞击弹体同步，适用于一般的部队及单兵射击训练或其他狭小场地的射击训练。

本实用新型设计的激光模拟射击训练系统；该系统包括：激光枪、由旋转靶体、间歇槽轮及其驱动电动机、升降门及其驱动电动机、CCD摄像机安装成一体构成被射击的可升降、旋转的靶机；由核心控制器及与其相连的外围设备和无线模块及电源组成的信号处理装置；所述靶机的驱动电动机与核心控制器相连。

本实用新型的特点及效果：

本实用新型根据人体仿生学原理设计一种激光模拟射击训练系统。本实用新型设计的激光发出与实战枪机的撞针撞击弹体同步的激光器装置(激光枪)，将激光器的激发控制开关放到枪膛中。将激光器、有电机驱动的带升降门的六面体旋转靶体、CCD模拟摄像机、微计算机和无线遥控系统应用于模拟射击训练系统中，有利于实现全天候模拟射击训练系统及射击成绩管理的实时性和可靠性。六面体旋转靶体使用间歇式槽轮结构驱动。本系统在现有设备的基础上，进一步提高了模拟射击训练系统的自动化检测和管理水平，对提高模拟射击训练系统的可靠性、增加部队及单兵射击训练或狭小场地射击训练的经济效益有着重大的意义。

本实用新型可应用于部队及单兵射击训练或狭小场地射击训练系统中。

附图说明

图1是本实用新型的激光模拟射击训练系统组成示意图。

图2是本实用新型的激光模拟射击训练系统控制器组成示意图。

图3是本实用新型的激光模拟射击训练系统槽轮结构组成示意图。

图4是本实用新型的激光模拟射击训练系统同步激光器结构组成示意图。

具体实施方式

本实用新型设计的基于激光模拟射击训练系统结合实施例与附图详细说明如下：

本实用新型的激光模拟射击训练系统组成结构如图1所示，该系统组成包括：激光枪、由旋转靶体、间歇槽轮及其驱动电动机、升降门及其驱动电动机、滤光片(可选用)、CCD摄像机安装成一体构成被射击的可升降、旋转的靶机；由核心控制器及与其相连的外围设备(液晶显示器、扬声器、打印机、键盘、U盘、串行口)和无线模块及电源组成的信号处理装置；其中，旋转靶机与信号处理装置相连设置在距离激光枪25米远。其工作原理是核心控制器通过U盘读取射击训练教程，通过电动机控制旋转靶体转到合适的位置，通过电动机控制升降门升降到合适的位置，然后，核心控制器通过扬声器提示射击开始后，射击人员瞄准靶机并扣动扳机触发激光枪发出一个激光脉冲，发射到旋转靶体上的激光斑点被CCD摄像机拾取并通过高速模数转换器送给核心控制器，核心控制器通过识别算法获得射击的成绩即打中的“环数”；打印机用于打印射击的成绩，液晶和键盘用于显示界面和输入参数，U盘用于存取射击教程参数和射击成绩，核心控制器的串行口用于和其他控制器通讯；无线模块把激光枪射击的同步信号、计算机串行口数据和其他遥控信号发送给核心控制器，激光枪射击的同步信号用于判断是否脱靶，计算机串行口可以用来和核心控制器交换数据，遥控信号可以用来通过核心控制器遥控旋转靶体，本系统中的计算机串行口数据为可选件。为了提高激光斑点识别的可靠性，可以在CCD摄像机镜头前安装滤光片，本靶机中的是可选件。

本实施例还可包括一机箱，该机箱安装在一可升降的支撑杆上，靶机、无线模块、扬声器、电源和核心控制器安装在机箱内，机箱开有一窗口，靶体及升降门置于该窗口处，液晶、打印机、键盘、U盘和串行口安装在的机箱上组成操作面板。整个机箱通过升降支撑杆可调节高度(本实施例可调节成150厘米，以适应立式射击训练，或调节成60厘米，以适应卧式射击训练)

本实用新型各组成部件的实施例分别详细说明如下：

信号处理装置组成实施例如图2所示，其中，核心控制器实施例包括：微控制器ARM_LPC2214、可编器件FPGA_XC2S200、高速模数转换器TVP5150、PAla-5V继电器、语音控制器ISD4004及USB接口CH375模块。外围设备中的无线模块采用NRF905，无线模块NRF905是成对使用的，用来传送扣动扳机的同步信号给核心控制器。无线遥控系统采用950MHz的载波通讯信道，可以传输激光器的同步信号和遥控旋转靶体的控制信号，还具有计算机串行通讯口RS-232接口。本实施例的液晶显示器采用RT12864，打印机采用WH1605A，扬声器、U盘和键盘均采用常规产品；

其中，微控制器ARM_LPC2214与可编器件FPGA_XC2S200相互连接，微控制器ARM_LPC2214分别与串行口、液晶显示器、打印机相连，还分别通过USB接口模块与U盘相连、通过语音控制器与扬声器相连；可编器件FPGA_XC2S200分别与无线模块、键盘、继电器相连，还通过高速模数转换器TVP5150与CCD摄像机相连；其工作原理为：通过高速模数转换器TVP5150采集CCD摄像机提供的视频信息，完成视频识别并给出成绩。核心控制器还实现外围设备的各种控制功能，如通过PAla-5V继电器实现对电动机的控制功能；液晶RT12864完成显示功能；键盘完成输入功能；语音控制器ISD4004可以录制8分钟的声音文件，通过扬声器实现语音报靶和射击提示功能；打印机WH1605A实现成绩和射击参数的打印功能；USB接口CH375模块实现U盘的文件读写功能；串行口实现核心控制器和其他设备的通讯功能；无线模块NRF905实现无线通讯功能。

本实施例的可升降、旋转的靶机的结构如图3所示，其中，旋转靶体由中空的六面体31构成，每个面为25×25厘米，六个面具有不同形式的透光靶面可以被射击，安装在间歇槽轮上可进行旋转，本实施例的间歇槽轮是由轴B、拨挡柱E、轴G将法兰盘A、槽轮C、圆盘D、半圆盘F连接构成的一个整体；其中间歇槽轮的法兰盘A上安装旋靶体；升降门32安装在旋转靶体前与靶面平行，控制电动机驱动的升降门上升或下降；间歇槽轮的轴B安装在法兰盘A和槽轮C之间；圆盘D、拨挡柱E、半圆盘F安装在一起，圆盘D旋转一周时槽轮C将旋转60度；轴G联接驱动电动机。工作时，在电动机的驱动下带动旋转靶体旋转，同时，核心控制器通过控制电动机驱动的升降门上升或下降，当门下降时可以看到靶面，当门上升时不能看到靶面，实现了显靶和隐靶的控制。通过控制旋转六面体的电机和控制升降门的电机，实现射击训练教程的不同靶面组合。

本实施例的CCD摄像机安装在旋转靶体内，靶体旋转的时候摄像机固定不动，CCD摄像机拾取照射在靶面上的激光斑点信号传送给核心控制器处理。为了提高抗干扰能力，在靶面与CCD摄像机镜头之间安装红色滤光片(滤光片根据使用环境不同可用或不用)。

本实施例的激光枪是安装有激光器用来模拟实际使用的真枪。即是真枪加上一套具有同步功能的激光触发和发射装置；特点是激光器的触发控制开关安装在枪膛中，枪的撞针触发激光器的控制开关。其具体组成结构如图4所示，图4中，H是枪管，在枪管的端口安装带有外壳R的激光器S，外壳R连接一激光器安装筒Q，安装筒Q插入枪管中，T是激光器的激光控制开关出口，导线U、导线V是激光器的同步信号，导线V和导线W是激光器的电源。枪管中撞针前依次安装带有轴K的圆柱I(导电材料)、空心圆片M、触点N(导电材料)、导电圆片P，在圆柱I和空心圆片M之间、触点N和圆片P之间均连接有弹簧，空心圆片M外周套有导电环片L将空心圆片M固定在枪管中；导电圆片P外周套有绝缘片O将导电圆片P固定在枪管中；

训练时，当激光器电源通过导线V和导线W接通后，若枪扳机(图中未示出)触发，则枪的撞针(图中未示出)将击中圆柱I，由于圆柱I和空心圆片M通过弹簧J连在一起，圆柱I上的轴K将通过空心圆片M上的孔撞击到触点N，由于触点N通过弹簧J和圆片P连在一起，绝缘片O是绝缘的，导电片L是导电的，导线U连在圆片P上，导线V连在导电圆片P上，当轴K和触点N接触时，导线U和导线V将接通，此时导线U和导线V作为控制开关将触发激光器发出激光，同时导线U和导线V作为同步信号送给核心控制器，同步信号提示核心控制器有激光发射出来。

本实例的训练系统具有如下特点：

1、本系统的激光器内置于军用枪枪膛内，可与军用枪实弹射击过程完全一致。

2、本系统是无需计算机控制独立工作，靶机、核心控制器及其外围设备集成在一箱体中，可适用于部队全天候射击训练。

3、可遥控靶机。

Claims (8)

1、一种激光模拟射击训练系统，其特征在于，该系统包括：激光枪、由旋转靶体、间歇槽轮及其驱动电动机、升降门及其驱动电动机、CCD摄像机安装成一体构成被射击的可升降、旋转的靶机；由核心控制器及与其相连的外围设备和无线模块及电源组成的信号处理装置；所述靶机的驱动电动机与核心控制器相连。

2、如权利要求1所述的激光模拟射击训练系统，其特征在于，所述的外围设备包括液晶显示器、扬声器、打印机、键盘、U盘。

3、如权利要求2所述的激光模拟射击训练系统，其特征在于，所述的核心控制器包括：微控制器、可编器件、高速模数转换器、继电器、语音控制器及USB接口模块；其中，微控制器与可编器件相互连接，微控制器分别与液晶显示器、打印机相连，还分别通过USB接口模块与U盘相连、通过语音控制器与扬声器相连；可编器件分别与无线模块、键盘、继电器相连，还通过高速模数转换器与CCD摄像机相连。

4、如权利要求2所述的激光模拟射击训练系统，其特征在于，该系统还包括一机箱，该机箱安装在一可升降的支撑杆上，所述靶机和核心控制器安装在机箱内，该机箱开有一窗口，靶体及升降门置于该窗口处，所述外围设备液晶、打印机、键盘、U盘安装在的机箱上组成操作面板。

5、如权利要求1所述的激光模拟射击训练系统，其特征在于，所述的可升降、旋转的靶机的旋转靶体由中空的具有不同形式的透光靶面的六面体构成，所述间歇槽轮是由轴、拨挡柱将法兰盘、槽轮、圆盘、半圆盘连接构成的一个整体；其中间歇槽轮的法兰盘上安装旋靶体，所述轴连接驱动电动机；所述升降门安装在旋转靶体前与靶面平行；所述CCD摄像机安装在旋转靶体内。

6、如权利要求1所述的激光模拟射击训练系统，其特征在于，所述的激光枪为安装有激光器用来模拟实际使用的真枪；该激光枪包括：在枪管的端口安装带有外壳R的激光器S，外壳R连接一激光器安装筒Q，安装筒Q插入枪管中，枪管中撞针前依次安装带有轴导电圆柱、空心圆片、导电触点、导电圆片，在导电圆柱和空心圆片之间、所述导电触点和导电圆片触点之间均连接有弹簧，所述空心圆片外周套有导电环片将空心圆片固定在枪管中；导电圆片外周套有绝缘片将导电圆片P固定在枪管中；所述激光器电源通过导线分别与导电环片和导电圆片相连。

7、如权利要求1所述的激光模拟射击训练系统，其特征在于，所述靶机还包括一滤光片，该滤光片安装在CCD摄像机镜头前。

8、如权利要求1或2所述的激光模拟射击训练系统，其特征在于，所述外围设备还包括串行口。

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