一种激光模拟对战系统及击中判断方法与流程

本发明涉及模拟电子设备技术领域，适用于武器系统的对抗训练和军事游戏，尤其涉及一种激光模拟对战系统及击中判断方法。

背景技术：

现有激光类型的真人对战系统，由电子模拟枪、电子服装、电子头盔和控制器组成，电子模拟枪上安装有激光发射器，电子服装和电子头盔上安装有激光接收器和指示装置。在狙击手扣动扳机时，电子模拟枪上的激光发射器出射激光，电子服装和电子头盔上的激光接收器接收激光信号，接收到激光信号后，将该信号传送给控制器，控制器再将该信号传送给电子服装和头盔上的指示装置，由指示装置发出指示，表示该对战者被击中。

激光对战系统只能通过激光的发射和接收进行打击判断，受到激光接收的方向、角度、精度等条件的制约，使用不方便，并且被击中的部位与电子模拟枪之间不存在相互关联，无法判断被击中的部位，影响对战系统的真实性。

技术实现要素：

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种激光模拟对战系统及击中判断方法。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种激光模拟对战系统，包括激光发射模块、探测器模块、存储比对模块；所述激光发射模块出射编码的脉冲激光；所述探测器模块包括若干探测器，接收编码脉冲激光；所述存储对比模块根据探测器接收信号的分布计算激光光斑中心，判断是否被击中。

进一步地，所述激光发射模块设置于武器上。

进一步地，所述若干探测器按照一定的空间分布排布在对战者的身体表面，依次标号。

进一步地，所述存储比对模块存储空间位置关系，包括空间位置网格化后的坐标值、各探测器的坐标值、各探测器的距离、每个等间距网格交点到探测器的距离、网格交点到坐标原点的距离及人体覆盖的坐标点；所述存储比对模块取整存储。

一种激光模拟对战系统击中判断方法，包括步骤：

(1)存储比对模块根据探测器接收到的编码激光信号，解码后计算发射接受距离L；

(2)计算距离L处对应的光斑直径D；

(3)查询存储比对模块，获得接收到信号的探测器中距离值小于D的坐标点集合{SA}、{SB}、{SC}、{SI}、{SJ}；

(4)再依次查询存储比对模块，获得剩余未接收到信号的探测器距离值小于D的并集{Sother}；

(5)求取所有探测器响应的公共集合{Center}；

(6)选择{Center}中距离人体中心最近的坐标点为激光光斑中心，坐标(Xc,Yc)；

(7)利用激光光斑中心坐标(Xc,Yc)和光斑直径D，得到光斑圆覆盖范围内的坐标点集合{Circle}；

(8)根据人体覆盖的坐标点集合{Human}，计算光斑覆盖人体的坐标点{Inhuman}和光斑内人体外的坐标点{Outhuman}；

(9)存储比对模块自定义人体被击中比例常数δ，若{Inhuman}数量与{Outhuman}数量之比大于δ，弹着点在{Inhuman}中随机选择；若{Inhuman}数量与{Outhuman}数量之比小于δ，弹着点在{Circle}中根据射击学理论的散弹分布规律随机选择，从而得到是否击中。

进一步地，所述步骤(5)中，所述所有探测器响应的公共集合，为所有接收到信号的探测器交集与所有未接收到信号的探测器并集之差。

有益效果：本发明提供了一种新的激光模拟对战击中判断方法，能模拟武器弹道判别被击中者身体上的弹着点，提高了激光对战系统的真实性感受。

附图说明

图1是激光模拟对抗系统击中判断方法流程图；

图2是一种探测器排布方式示意图；

图3是探测器在人体空间位置的坐标网格化示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

本发明的激光模拟对战系统，主要包括：激光发射模块、探测器模块、存储比对模块。其工作过程为：在对战者身上按一定的空间分布布置相应数量的探测器，当攻方对战者瞄准守方对战者触发武器，武器上的激光发射模块出射激光束随攻守双方之间距离发散，相应距离处的激光光斑覆盖守方对战者身体上一定范围内的探测器，存储对比模块根据探测器接收信号的分布计算激光光斑中心，判断守方对战者是否被击中。

激光发射模块夹持固定在武器上，对战者触发武器时出射激光。激光发射模块出射激光为脉冲型红外激光，且激光传输方向与武器出弹方向一致。激光发射模块出射的脉冲激光按一定编码规则编码，编码内容包含但不限于对抗者身份信息、位置信息、武器信息等。

探测器模块为探测器集合，探测器数量可根据实际情况增减。探测器按照一定的空间分布排布在对战者的身体表面，不局限于本文实施例的分布方式。

存储比对模块，用于存储探测器分布的空间位置关系，包括空间位置网格化后的坐标值、各探测器的坐标值、各探测器的距离，即其坐标到坐标原点的二维长度，坐标值取整数、存储每个等间距网格交点到探测器的距离、存储网格交点到坐标原点的距离L0以及存储人体覆盖的坐标点。如图1所示，存储比对模块根据探测器接收到的编码激光信号，解码后计算发射接收距离L。

存储比对模块，根据公式计算距离L处对应的光斑直径D，查询存储比对模块可以获得到探测器距离值小于D的坐标点集合；再依次查获得剩余探测器距离值小于D的集合；求取所有探测器响应的公共集合，表达为所有接收到信号的探测器交集与所有未接收到信号的探测器并集之差：

{Center}＝{SA}∩{SB}∩{SC}∩{SI}∩{SJ}∩(All-{Sother})

其中，{Center}表示对战者身体上激光光斑覆盖范围，{SA}、{SB}、{SC}、{SI}、{SJ}表示接收到信号的探测器A、B、C、I、J为中心分别覆盖的范围，{Sother}表示未接收到信号的其他探测器覆盖范围的总和；选择{Center}中L0值最小的坐标点，为激光光斑中心坐标。

存储比对模块，利用得到的激光光斑中心坐标(Xc,Yc)和光斑直径D，得到光斑圆覆盖范围内的坐标点集合{Circle}；根据人体覆盖的坐标点{Human}，计算光斑覆盖人体的坐标点{Inhuman}和光斑内人体外的坐标点{Outhuman}。

存储比对模块，存储有自定义的人体被击中比例常数δ，若{Inhuman}数量与{Outhuman}数量之比大于δ，弹着点在{Inhuman}中随机选择；若{Inhuman}数量与{Outhuman}数量之比小于δ，弹着点在{Circle}中根据射击学理论的散弹分布规律随机选择。

以下举例说明激光模拟对战系统的工作过程。

如图2所示，在对战者身上布置26枚探测器，分布方式参考身高180cm的男性标准身材，身体前、后面探测器分布位置对称，包含头部探测器2枚，前胸探测器8枚，后背探测器8枚，腿部探测器8枚。

头部探测器在额头高度前后分布2枚，与前胸探测器最高一排高度差30cm。前胸探测器呈左右对称分布，最高一排位置高度与肩部关节同高，纵向向下每15cm布置一行探测器，共布置4行，每行2枚探测器布置。同行的相邻探测器间距20cm。背部探测器分布参考胸部探测器。腿部探测器，每条大腿前后对称各4枚，距离最低一行前胸探测器高度差20cm，上下间隔20cm。探测器模块探测器分布不局限于本发明列举的数量及分布方式。

探测器模块，对探测器依次标号，人体正面1-13号，人体背面14-26号。人体正面投影方向上的背面探测器标号为人体正面探测器加13。探测器模块的标号方式不局限于本发明的方法。

存储比对模块，首先对人体所在空间相对位置网格坐标化，网格范围：X方向：-200cm～200cm，Y方向：-200cm～200cm，网格间距是20cm，以20cm等间隔在X-Y二维平面内建立坐标网格，存储每个探测器标号对应的二维坐标。如图3所示，坐标原点(0，0)是2、3号探测器连线的中心。

存储比对模块，存储每个等间距X-Y网格交点到探测器的距离。例如，(-60,120)到1号探测器(-10，0)的距离为记为130cm。存储比对模块，存储X-Y网格交点到坐标原点(0,0)的距离L0，取整存储。例如，坐标(50,130)点到坐标原点的存储比对模块，存储人体覆盖的坐标点，并标记对应身体区域，建立数据库{Human}。例如，坐标(-10,0)存储为右胸部位。

存储比对模块，在模拟对战过程中，当对战者使用激光发射模块瞄准射击对方时，存储比对模块会根据探测器返回的数据与存储模块已经存储的数据进行比对，从而准确的判断是否击中，增加模拟对抗系统的真实性。

例如，有探测器A、B、C、I、J接收到信号，通过GPS解码，计算发射-接受距离L，根据公式计算距离L处对应的光斑直径D，查询存储比对模块可以获得到探测器A、B、C、I、J距离值小于D的坐标点集合{SA}、{SB}、{SC}、{SI}、{SJ}；再依次查获得剩余探测器距离值小于D的并集{Sother}；求取所有探测器响应的公共集合，表达为所有接收到信号的探测器交集与所有未接收到信号的探测器并集之差：

{Center}＝{SA}∩{SB}∩{SC}∩{SI}∩{SJ}∩(All-{Sother})

选择{Center}中距离人体中心最近即L0值最小的坐标点，为激光光斑中心坐标(Xc,Yc)。

存储比对模块，利用得到的激光光斑中心坐标(Xc,Yc)和光斑直径D，得到光斑圆覆盖范围内的坐标点集合{Circle}；根据人体覆盖的坐标点集合{Human}，计算光斑覆盖人体的坐标点{Inhuman}和光斑内人体外的坐标点{Outhuman}。

存储比对模块，存储有自定义的人体被击中比例常数δ＝1.0，若{Inhuman}数量与{Outhuman}数量之比大于1.0，弹着点在{Inhuman}中随机选择；若{Inhuman}数量与{Outhuman}数量之比小于1.0，弹着点在{Circle}中根据射击学理论的散弹分布规律随机选择，从而得到是否击中。