基于虚拟现实的伞降模拟训练方法及系统与流程

本技术涉及伞降模拟，尤其涉及基于虚拟现实的伞降模拟训练方法及系统。

背景技术：

1、伞降训练是伞兵等空降训练中重要的环节，是一种利用降落伞或动力伞等伞降装备实施降落的现代作战单元集结形式，跳伞模拟训练是跳伞员进入实物跳伞前必须要完成的科目。

2、目前，伞降训练模拟设备比较少，主要是跳台、伞塔、跳台滑道等训练方式，这些训练方式占地面积过大，仅能训练基本的动作，跳伞人员不能感受到真实的跳伞体验，跳伞员在实际跳伞中往往不能正常发挥地面动作的水平，常发生动作变形，出现勾腿、开腿等现象，使得训练效果不是很好。同时，当前的伞降训练模拟过程的自动化程度较低，使得训练人员用户体验较差，无法保证训练过程的可靠性和完整性，且训练耗时较长；另外，用于执行伞降训练模拟过程的设备也往往较大，给运输增加一定困难。

3、也就是说，现有的伞降模拟训练方式存在设备运输困难、训练人员用户体验较差、训练过程的可靠性、有效性及完整性均无法达到高效训练要求的问题。

技术实现思路

1、鉴于此，本技术实施例提供了基于虚拟现实的伞降模拟训练方法及系统，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。

2、本技术的一个方面提供了一种基于虚拟现实的伞降模拟训练方法，包括：

3、若检测到训练人员当前位于桁架主体内且已穿戴背带系统和虚拟现实显示设备，则根据针对该训练人员的伞降训练类型，控制可拆卸式安装在所述桁架主体内的悬挂移动组件和振动升降组件运行以使所述训练人员以模拟离机姿态进入伞降模拟训练，并控制所述虚拟现实显示设备显示对应的跳伞训练虚拟现实影像，其中，所述悬挂移动组件连接至所述背带系统；

4、在伞降模拟训练过程中实时采集所述训练人员当前的姿态数据，并采集该训练人员针对所述背带系统的操作数据，以基于所述操作数据和姿态数据控制所述悬挂移动组件和所述振动升降组件改变运行状态以使得所述训练人员在所述桁架主体中移动，并基于所述训练人员当前的所述操作数据和姿态数据实时变更当前在所述虚拟现实显示设备中显示的所述跳伞训练虚拟现实影像。

5、在本技术的一些实施例中，所述根据针对该训练人员的伞降训练类型，控制可拆卸式安装在所述桁架主体内的悬挂移动组件和振动升降组件运行以使所述训练人员以模拟离机姿态进入伞降模拟训练，并控制所述虚拟现实显示设备显示对应的跳伞训练虚拟现实影像，包括：

6、若针对该训练人员的所述伞降训练类型为自由落体姿势，则控制所述训练人员当前所站的所述振动升降组件进行振动并下降以使所述训练人员呈自由落体姿态，并同时在所述虚拟现实显示设备中显示的跳伞训练虚拟现实影像中显示所述训练人员从飞机离机后的空中环境模拟画面；

7、以及，实时接收可拆卸式架设在所述桁架主体上的图像采集设备采集的所述训练人员的身体图像数据，将所述身体图像数据输入图像的姿态识别模型中，以使该姿态识别模型输出所述身体图像数据对应的姿态数据，并在所述跳伞训练虚拟现实影像中将所述训练人员的虚拟人体姿态变更为离机后在空中呈当前的所述姿态数据对应的自由落体姿态。

8、在本技术的一些实施例中，所述根据针对该训练人员的伞降训练类型，控制可拆卸式安装在所述桁架主体内的悬挂移动组件和振动升降组件运行以使所述训练人员以模拟离机姿态进入伞降模拟训练，并控制所述虚拟现实显示设备显示对应的跳伞训练虚拟现实影像，还包括：

9、若检测到针对所述背带系统中主伞包的伞拉环对应的触发开关被触发，则确定所述训练人员主动做出主伞开伞动作；

10、若根据预设的开伞训练内容确定该主伞开伞动作当前对应的训练场景为主伞开伞成功场景，则控制所述悬挂移动组件升高预先固定在所述训练人员腰部及腿部的拉绳，以使所述训练人员呈大字型姿态悬挂于所述悬挂移动组件下，并同时在所述跳伞训练虚拟现实影像中显示主伞开伞模拟画面以及对应的空中环境模拟画面；

11、以及，实时接收可拆卸式架设在所述桁架主体上的图像采集设备采集的所述训练人员的身体图像数据，将所述身体图像数据输入图像的姿态识别模型中，以使该姿态识别模型输出所述身体图像数据对应的姿态数据，并在所述跳伞训练虚拟现实影像中将所述训练人员的虚拟人体姿态从所述自由落体姿态变更为当前的所述姿态数据对应的大字型姿态。

12、在本技术的一些实施例中，在所述确定所述训练人员主动做出主伞开伞动作之后，还包括：

13、若根据预设的开伞训练内容确定该主伞开伞动作当前对应的训练场景为主伞打不开或主伞失效场景，则在所述跳伞训练虚拟现实影像中持续显示所述训练人员的虚拟人体姿态为自由落体姿态；

14、若检测到针对所述背带系统中备用伞包的伞拉环对应的触发开关被触发，则确定所述训练人员主动做出备用伞开伞动作，控制所述悬挂移动组件升高预先固定在所述训练人员腰部及腿部的拉绳，以使所述训练人员呈大字型姿态悬挂于所述悬挂移动组件下，并同时在所述跳伞训练虚拟现实影像中显示备用伞开伞模拟画面以及对应的空中环境模拟画面；

15、以及，实时接收可拆卸式架设在所述桁架主体上的图像采集设备采集的所述训练人员的身体图像数据，将所述身体图像数据输入图像的姿态识别模型中，以使该姿态识别模型输出所述身体图像数据对应的姿态数据，并在所述跳伞训练虚拟现实影像中将所述训练人员的虚拟人体姿态从所述自由落体姿态变更为当前的所述姿态数据对应的大字型姿态。

16、在本技术的一些实施例中，所述根据针对该训练人员的伞降训练类型，控制可拆卸式安装在所述桁架主体内的悬挂移动组件和振动升降组件运行以使所述训练人员以模拟离机姿态进入伞降模拟训练，并控制所述虚拟现实显示设备显示对应的跳伞训练虚拟现实影像，还包括：

17、若检测到所述训练人员呈自由落体姿态的时长已到达预设时间阈值，则直接控制所述悬挂移动组件升高预先固定在所述训练人员腰部及腿部的拉绳，以使所述训练人员呈大字型姿态悬挂于所述悬挂移动组件下，并同时在所述跳伞训练虚拟现实影像中显示主伞开伞模拟画面以及对应的空中环境模拟画面；

18、以及，实时接收可拆卸式架设在所述桁架主体上的图像采集设备采集的所述训练人员的身体图像数据，将所述身体图像数据输入图像的姿态识别模型中，以使该姿态识别模型输出所述身体图像数据对应的姿态数据，并在所述跳伞训练虚拟现实影像中将所述训练人员的虚拟人体姿态从所述自由落体姿态变更为当前的所述姿态数据对应的大字型姿态。在本技术的一些实施例中，在所述控制所述虚拟现实显示设备显示对应的跳伞训练虚拟现实影像的同时，还包括：

19、控制可拆卸式架设在所述桁架主体内的静音风机启动运行，以通过与该静音风机的出风口连通的出风导管自所述训练人员的面部的正前方、左前方或右前方向所述训练人员的面部送风，其中，所述出风导管出风导管的进风口与所述静音风机的出风口连通所述出风导管的出风口可拆卸式安装在所述桁架主体中的系杆上；

20、以及，在所述虚拟现实显示设备中显示的所述跳伞训练虚拟现实影像中增加对应的虚拟送风影像数据。

21、在本技术的一些实施例中，所述采集该训练人员针对所述背带系统的操作数据，以基于所述操作数据和姿态数据控制所述悬挂移动组件和所述振动升降组件改变运行状态以使得所述训练人员在所述桁架主体中移动，并基于所述训练人员当前的所述操作数据和姿态数据实时变更当前在所述虚拟现实显示设备中显示的所述跳伞训练虚拟现实影像，包括：

22、实时接收设置在所述悬挂移动组件上的压力传感器采集的操纵带拉力数据，所述压力传感器有多个，且各个所述压力传感器均与所述背带系统的四个操纵带之间一对一连接；

23、根据所述操纵带拉力数据对应的操纵带的位置标识，控制所述悬挂移动组件带动穿戴有所述背带系统的训练人员向所述操纵带的位置标识对应的方向移动；

24、以及，在所述虚拟现实显示设备当前显示的跳伞训练虚拟现实影像中根据所述训练人员当前的姿态数据变更所述训练人员的虚拟人体姿态数据。

25、在本技术的一些实施例中，所述采集该训练人员针对所述背带系统的操作数据，以基于所述操作数据和姿态数据控制所述悬挂移动组件和所述振动升降组件改变运行状态以使得所述训练人员在所述桁架主体中移动，并基于所述训练人员当前的所述操作数据和姿态数据实时变更当前在所述虚拟现实显示设备中显示的所述跳伞训练虚拟现实影像，包括：

26、实时接收设置在所述悬挂移动组件上的拉绳传感器采集的操纵棒拉出行程位移数据，所述拉绳传感器有多个，且各个所述拉绳传感器均与所述背带系统的四个操纵棒之间一对一连接；

27、根据所述操纵棒拉出行程位移数据对应的操纵棒的位置标识，控制所述悬挂移动组件旋转以带动穿戴有所述背带系统的训练人员向所述操纵棒的位置标识对应的方向旋转；

28、在所述悬挂移动组件旋转的过程中，实时接收设置在所述悬挂移动组件上的角度传感器采集的角度数据，判断该角度数据是否到达预设的角度阈值，若是，则停止转动，并在接收到反向转动信号时控制所述悬挂移动组件反方向旋转以带动穿戴有所述背带系统的训练人员复位；

29、以及，在所述虚拟现实显示设备当前显示的跳伞训练虚拟现实影像中根据所述训练人员当前的姿态数据变更所述训练人员的虚拟人体姿态数据。

30、在本技术的一些实施例中，所述采集该训练人员针对所述背带系统的操作数据，以基于所述操作数据和姿态数据控制所述悬挂移动组件和所述振动升降组件改变运行状态以使得所述训练人员在所述桁架主体中移动，并基于所述训练人员当前的所述操作数据和姿态数据实时变更当前在所述虚拟现实显示设备中显示的所述跳伞训练虚拟现实影像，还包括：

31、若接收到针对所述训练人员的伞降模拟训练结束指令，则在所述虚拟现实显示设备显示的着陆虚拟现实影像，并控制所述悬挂移动组件改变运行状态以使得所述训练人员的姿态变更为着陆姿态，同时控制所述振动升降组件上升以使所述训练人员在该振动升降组件上模拟着陆；

32、以及，根据在所述伞降模拟训练过程中接收到的由设置在所述桁架主体外部的监控设备采集的所述训练人员的训练影像数据、由所述训练人员佩戴的心率检测装置采集的心率数据、所述训练人员的姿态数据和针对所述背带系统的操作数据，生成该训练人员对应的伞降模拟训练结果数据，并输出该伞降模拟训练结果数据。

33、在本技术的一些实施例中，还包括：

34、在伞降模拟训练过程中实时接收设置在所述训练人员腰部及腿部的角度及位移传感器发送的角度及位移数据，以及判断该角度及位移数据对应的所述训练人员当前的腰部及腿部的方向及位置与所述悬挂移动组件当前的运行状态之间是否存在偏差，若是，则控制所述悬挂移动组件带动穿戴有所述背带系统的训练人员移动和/或旋转。

35、本技术的另一个方面提供了一种基于虚拟现实的伞降模拟训练系统，包括：伞降模拟训练控制装置，以及分别与该伞降模拟训练控制装置之间通信连接的悬挂移动组件、振动升降组件、图像采集设备、静音风机、拉绳传感器、压力传感器、接触开关、角度传感器、角度及位移传感器、监控设备、虚拟现实显示设备和心率检测装置；所述悬挂移动组件和振动升降组件连接至各自对应的动力装置，所述动力装置与所述伞降模拟训练控制装置之间通信连接；

36、所述伞降模拟训练控制装置用于所述的基于虚拟现实的伞降模拟训练方法；所述伞降模拟训练控制装置、所述悬挂移动组件的动力装置、振动升降组件的动力装置和所述静音风机均可拆卸式密封设置在一运动控制平台中，且该运动控制平台可拆卸式封装在所述桁架主体的顶部；

37、其中，所述图像采集设备可拆卸式架设在所述桁架主体上，用于采集的所述训练人员的身体图像数据；

38、所述静音风机可拆卸式架设在所述桁架主体内，用于通过与该静音风机的出风口连通的出风导管自所述训练人员的面部正前方、左前方或右前方向所述训练人员的面部送风；

39、所述背带系统中主伞包和备用伞包各自的手拉环均对应设置有接触开关；

40、所述压力传感器设置在所述悬挂移动组件上，用于采集所述背带系统的操纵带的操纵带拉力数据；

41、所述拉绳传感器设置在所述悬挂移动组件上，用于采集所述背带系统的操纵棒拉出行程位移数据；

42、所述角度传感器设置在所述悬挂移动组件上，用于采集所述悬挂移动组件的角度数据；

43、所述角度及位移传感器设置在所述训练人员腰部及腿部，用于采集所述训练人员腰部及腿部的角度及位移数据；

44、所述监控设备设置在所述桁架主体外部，用于在所述伞降模拟训练过程中采集所述训练人员的训练影像数据；

45、所述虚拟现实显示设备穿戴在所述训练人员头部，用于显示所述跳伞训练虚拟现实影像；

46、所述心率检测装置穿戴在所述训练人员身上，用于在所述伞降模拟训练过程中采集所述训练人员的心率数据。

47、本技术的第三个方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的基于虚拟现实的伞降模拟训练方法。

48、本技术的第四个方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的基于虚拟现实的伞降模拟训练方法。

49、本技术提供的基于虚拟现实的伞降模拟训练方法，若检测到训练人员当前位于桁架主体内且已穿戴背带系统和虚拟现实显示设备，则根据针对该训练人员的伞降训练类型，控制可拆卸式安装在所述桁架主体内的悬挂移动组件和振动升降组件运行以使所述训练人员以模拟离机姿态进入伞降模拟训练，并控制所述虚拟现实显示设备显示对应的跳伞训练虚拟现实影像，其中，所述悬挂移动组件连接至所述背带系统；

50、在伞降模拟训练过程中实时采集所述训练人员当前的姿态数据，并采集该训练人员针对所述背带系统的操作数据，以基于所述操作数据和姿态数据控制所述悬挂移动组件和所述振动升降组件改变运行状态以使得所述训练人员在所述桁架主体中移动，并基于所述训练人员当前的所述操作数据和姿态数据实时变更当前在所述虚拟现实显示设备中显示的所述跳伞训练虚拟现实影像，能够有效提高伞降模拟训练所需设备的运输及拆卸安装的便捷性，可实现多桁架多种布设形式灵活组装，通过虚拟现实技术、软硬件设备等的结合改进，能够在有效满足伞降训练功能需求的基础上，能够有效提高训练人员的用户体验，能够极大程度的缩短了跳伞员的培养周期，让训练人员极大程度上感受到真实跳伞过程以及空中控制伞降操作步骤，二者结合最大程度上达到安全真实有效的训练效果，进而能够有效提高伞降模拟训练的有效性、可靠性、完整性及便捷性。

51、本技术的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本技术的实践而获知。本技术的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

52、本领域技术人员将会理解的是，能够用本技术实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本技术能够实现的上述和其他目的。