一种群组对抗射击训练系统的制作方法

本发明涉及一种群组对抗射击训练系统。

背景技术：

现有射击用靶主要使用固定靶或固定轨道靶，以上靶标只能原地静止不动或者沿线式固定路线运动，不能在随机场地按照战术编组运动，运用现有射击条件，很难模拟实战环境下多个活动目标并存，甚至是敌我混合的复杂态势，射击训练难以贴近实战。

技术实现要素：

本发明为解决上述技术问题，提供了一种群组对抗射击训练系统，由多个智能移动靶组成，在一定区域内按照实战要求设置多种战术队形，所述战术队形指根据设定的靶标编组、搜索范围，沿设定路线进行机动和对抗，用于战士模拟实战射击，具有群组控制、目标识别、危险判断、自主对抗等功能，包括主控模块，视频定位模块，目标识别模块，移动靶模块，激光对抗模块，各模块间通过有线或无线连接。其中，群组控制是指移动靶能够自由移动，移动靶之间或者移动靶与障碍物之间相互避让；危险判断功能是指移动靶能够自主判断危险情况，躲避危险；目标识别是指通过视频图像特征对各个目标进行位置识别，给出坐标；自主对抗功能是指移动靶能够对战士进行激光对抗射击，实现人机互动。

所述主控模块包括计算机和遥控器，计算机内存储至少3种作战模式。所述移动靶模块包括至少3个智能移动靶，所述智能移动靶在一定的训练场地内移动；所述训练场地内设有至少一个障碍物；所述主控模块通过视频定位模块将训练场地在计算机内构建出训练场地虚拟空间坐标系，计算机将训练场地虚拟空间坐标系及作战模式传送给移动靶模块，移动靶模块在训练场地内按作战模式预先设定的路径移动或自由移动，并通过激光对抗模块与战士互动，实现群组控制功能和自主对抗功能。

进一步的，所述智能移动靶包括立体仿形靶和移动小车，所述立体仿形靶不仅包括作战人员，还包括作战车辆以及装甲目标等；所述移动小车设有mcu控制电路、超声波自主避障电路、信号接收电路和驱动装置，信号接收电路接收计算机发出的指令，通过mcu控制电路控制驱动装置实现智能移动靶在训练场地内移动；超声波自主避障电路包括声波信号检测器和数字化单片机处理电路，工作时，声波信号检测器收发声波，测量障碍物或其他智能移动靶与其距离的模拟信号，并将模拟信号通过数字化单片机处理电路转换成数字信号，再通过rx通讯口传送到mcu控制电路，最后mcu控制电路控制智能移动靶躲避障碍物或其他智能移动靶。

进一步的，所述视频定位模块包括第一摄像头、感应终端、安装在计算机中的视觉定位处理软件和轨迹规划软件，所述第一摄像头至少两个，分别安装在训练场地四周,视场范围覆盖整个训练场地；计算机通过视觉定位处理软件处理所述坐标信息，构建出所述训练场地虚拟空间坐标系。所述训练场地内设有至少一个障碍物；所述感应终端至少五个，对应不同的ip，分别设置在训练场地内的战士、智能移动靶和障碍物上；所述第一摄像头对训练场地内任意点、移动靶、战士和障碍物的感应终端与坐标信息进行视频采集，配合感应终端区分不同物体，并将所述坐标信息传送到计算机。

进一步的，所述训练场地虚拟空间坐标系内准确定位训练场地内的任意点、移动靶、战士和障碍物的实时坐标信息，移动靶通过所述实时坐标信息，按照预先在轨迹规划软件中设定的移动轨迹，移动靶同时移动，移动靶相互之间或与障碍物之间通过计算机控制和超声波实现避让，进而实现群组控制功能，实现移动靶模块在训练场地内按作战模式预先设定的路径移动或自由移动，其中，自由移动是指移动靶通过计算机运用轨迹规划软件智能规划随机路线，进行随机移动。

进一步的，所述目标识别利用第一摄像头对战士的特征进行识别定位，传送到智能移动靶，由其进行目标锁定，纳入激光反击范围。所述激光对抗模块包括激光发射器和第二摄像头，所述激光发射器和第二摄像头均安装在智能移动靶上；使用时，第一摄像头采集图像信息及通过感应终端识别战士与智能移动靶所在坐标，并将坐标信息通过计算机传送给智能移动靶，所述智能移动靶通过第二摄像头识别战士，进一步精确定位战士所在位置，并在预先设定时间后启动所述激光发射器照射战士所在位置，实现自动对抗功能。

进一步的，所述智能移动靶还设有中弹识别电路和危险识别电路，所述中弹识别电路和危险识别电路连接mcu控制电路；所述中弹识别电路判断立体仿形靶中弹情况，所述危险识别电路识别危险情况并通过mcu控制电路控制智能移动靶躲避危险。

进一步的，所述中弹识别电路包括第一单片机和中弹区域传感器群组；中弹区域传感器群组包括至少两个独立的中弹传感器，中弹传感器均匀分布在立体仿形靶上，根据人体划分成要害和非要害两部分，并分别接入第一单片机的io接口，第一单片机和中弹区域传感器群组捕捉子弹击中仿形靶造成的电脉冲信号,由单片机内的程序区分电脉冲来源位置，判断击中要害或者非要害，当击中要害一次时，立体仿形靶倒下，当击中非要害至少两次以上时，立体仿形靶倒下；所述遥控器控制倒下的智能移动靶一起起来或控制单独的智能移动靶起来。

进一步的，所述危险识别电路包括第二单片机和第一三轴加速度传感器,捕捉子弹通过空气对仿形靶造成的振动信号,并转换成三轴实时加速度信号；工作时，危险识别电路中的第一三轴加速度传感器采集三轴实时加速度信号，通过i²c接口和第二单片机连接，再由第二单片机对三轴实时加速度信号进行快速傅里叶变换,把三轴实时加速度信号转变为频域频谱信号,并从频域频谱信号中提取射击特征信号的能量,由此判断子弹与仿形靶之间的距离，并与预先设定的危险距离对比，来完成危险判断识别，当判断为危险时，智能移动靶快速移动躲避危险，实现危险判断功能。智能移动靶快速移动躲避危险时，通过视频定位模块选择最近障碍物，由计算机控制，自动移动到障碍物相对战士方向的另一面，躲避战士射击，并在设定时间段后，随机移出障碍物，通过自主对抗功能射击战士。

进一步的，所述计算机内装有射击效果评估软件，实时记录射击效果数据，包括：战士编号、命中时间、命中距离、目标移动速度和命中靶编号；所述感应终端设有第二三轴加速度传感器，感应战士开枪时产生的振动，并将振动信息传送到计算机，根据智能移动靶被击中和开枪的时间差，确定命中智能移动靶的战士编号并记录智能移动靶的编号，实时记录智能移动靶被击中的时间，根据命中移动靶与战士坐标计算两者之间的距离，根据智能移动靶电机转速实时记录移动速度。

进一步的，所述战术模式通过群组控制功能、危险判断功能和自主对抗功能实现，所述战术模式通过战士与智能移动靶以一对多或多对多的形式实施，包括室外解救人质模式、室内解救人质模式、伏击对抗模式。当训练开始后，智能移动靶按照预先设定路线移动，战士射击后，智能移动靶判断危险情况，加速移动，躲避到障碍物后或人质后并进行反击。所述计算机显示训练结果，训练结果包括战士编号、命中时间、命中距离、目标移动速度和命中靶编号和人质解救结果。

智能移动靶可模拟歹徒或人质，设置多种战术编组。所述室外解救人质模式包括至少一名战士、三个歹徒和一个人质，所述歹徒围住人质，四个智能移动靶通过计算机控制沿指定路径移动，一名或多名战士对歹徒进行识别和协同射击训练；所述解救室内人质模式采用障碍物模拟室内环境，设有门和窗，所述室内环境包括至少三个歹徒和一个人质，歹徒分别靠近人质、门、窗，沿设定路径往返移动，室外设有障碍物和一个歹徒，歹徒在障碍物附近沿闭合三角形路径进行往复移动，一名或多名战士对歹徒进行识别和协同射击训练；所述伏击模式设有至少三个障碍物和三个歹徒，歹徒在障碍物附近沿闭合三角形路径往复移动，一名或多名战士对歹徒进行快速射击训练。

由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：

设置多种战术模式，用于战士模拟实战射击，其群组控制功能保证智能移动靶按照一定战术队形沿规划路线运动，为组织实战条件下的识别射击或协同射击提供技术支撑；其危险判断和自主对抗功能创造逼真的实战模拟效果，提高战士作战技能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

其中：

图1是本发明的系统分布示意图一(俯视图)；

图2是本发明的智能移动靶结构示意图二(轴侧视图)；

图3是本发明的超声波自主避障电路示意图；

图4是本发明的中弹识别电路示意图一；

图5是本发明的中弹识别电路示意图二；

图6是本发明的危险识别电路示意图二；

图7是本发明的危险识别电路示意图二；

图8是本发明的智能移动靶躲避危险示意图；

图9是本发明的战术模式一示意图；

图10是本发明的战术模式二示意图；

图11是本发明的战术模式三示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。请参阅图1和图2，一种群组对抗射击训练系统，提供多种战术队形，所述战术队形指根据设定的靶标编组、搜索范围，沿设定路线进行机动和对抗，用于战士22模拟实战射击，具有群组控制功能、危险判断功能、自主对抗功能，包括主控模块，视频定位模块，目标识别模块，移动靶模块，激光对抗模块，各模块间通过无线连接。其中，群组控制是指移动靶移动时，移动靶之间或者移动靶与障碍物21之间相互避让；危险判断功能是指移动靶能够自主判断危险情况，躲避危险；自主对抗功能是指移动靶能够对战士22进行射击，实现人机互动。

所述主控模块包括计算机和遥控器，计算机内存储至少3种作战模式。所述移动靶模块包括三个智能移动靶1，智能移动靶1在一定的训练场地2内移动；所述训练场地2内设有三个障碍物21；所述主控模块通过视频定位模块将训练场地2在计算机内构建出训练场地2虚拟空间坐标系，计算机将训练场地2虚拟空间坐标系及作战模式传送给移动靶模块，移动靶模块在训练场地2内按作战模式预先设定的路径移动或自由移动，并通过激光对抗模块与战士22互动，实现群组控制功能和自主对抗功能。

所述视频定位模块包括第一摄像头41、感应终端、安装在计算机中的视觉定位处理软件和轨迹规划软件，所述第一摄像头41两个，分别安装在训练场地2四周,视场范围覆盖整个训练场地，计算机通过视觉定位处理软件处理所述坐标信息，构建出所述训练场地2虚拟空间坐标系。所述感应终端7个，对应不同的ip，分别设置在训练场地2内的战士22、智能移动靶1和障碍物21上；所述第一摄像头41对训练场地2内任意点、智能移动靶1、战士22和障碍物21的感应终端与坐标信息进行视频采集，配合感应终端区分不同物体，并将所述坐标信息传送到计算机。

请参阅图3，所述智能移动靶1包括立体仿形靶11和移动小车12，所述立体仿形靶11不仅包括作战人员，还包括作战车辆以及装甲目标等；所述移动小车12设有mcu控制电路13、超声波自主避障电路、信号接收电路和驱动装置，信号接收电路接收计算机发出的指令，通过mcu控制电路13控制驱动装置实现智能移动靶1在训练场地2内移动。超声波自主避障电路包括声波信号检测器14和数字化单片机处理电路15，工作时，声波信号检测器14收发声波，测量障碍物21或其他智能移动靶1与其距离的模拟信号，并将模拟信号通过数字化单片机处理电路15转换成数字信号，再通过rx通讯口传送到mcu控制电路13，最后mcu控制电路13控制智能移动靶1躲避障碍物21或其他智能移动靶1。

通过训练场地2虚拟空间坐标系准确定位训练场地2内的任意点、智能移动靶1、战士22和障碍物21的实时坐标信息，智能移动靶1通过所述实时坐标信息，按照预先在轨迹规划软件中设定的移动轨迹，同时移动，按照预先设定战术模式，智能移动靶1相互之间或与障碍物21之间通过计算机控制和超声波实现避让，进而实现群组控制功能。

请参阅图2，所述自动识别利用第一摄像头41对战士22的特征进行识别定位，传送到智能移动靶1，由其进行目标锁定，纳入激光反击范围。所述激光对抗模块包括激光发射器51和第二摄像头52，激光发射器51和第二摄像头52均安装在智能移动靶1上。使用时，第一摄像头41采集视频信息及配合感应终端识别战士22与智能移动靶1所在坐标，并将坐标信息通过计算机传送给智能移动靶1，智能移动靶1通过第二摄像头52识别战士22，进一步精确定位战士22所在位置，并在预先设定时间后启动所述激光发射器51照射战士22所在位置，实现自动对抗功能。

请参阅图4和图5，所述智能移动靶1还设有中弹识别电路和危险识别电路，所述中弹识别电路和危险识别电路连接mcu控制电路13；所述中弹识别电路判断立体仿形靶11中弹情况，所述危险识别电路识别危险情况并通过mcu控制电路13控制智能移动靶1躲避危险。

本实施例中，中弹识别电路包括中弹区域传感器群组；中弹区域传感器群组包括至少两个独立的中弹传感器16，中弹传感器16均匀分布在立体仿形靶11上，根据人体划分成要害161和非要害162两部分，并分别接入mcu控制电路13的io接口，mcu控制电路13和中弹区域传感器群组捕捉子弹击中仿形靶造成的电脉冲信号,由mcu控制电路13内的程序区分电脉冲来源位置，判断击中要害161或者非要害162，当击中要害161一次时，立体仿形靶11倒下，当击中非要害162至少两次以上时，立体仿形靶11倒下。所述遥控器控制倒下的智能移动靶1一起起立或控制单独的智能移动靶1起立。

请参阅图6，本实施例中，所述危险识别电路包括第一三轴加速度传感器17,捕捉子弹通过空气对仿形靶造成的振动信号,并转换成三轴实时加速度信号。工作时，危险识别电路中的第一三轴加速度传感器17采集三轴实时加速度信号，通过i²c接口和mcu控制电路13连接，再由mcu控制电路13对三轴实时加速度信号进行快速傅里叶变换,把三轴实时加速度信号转变为频域频谱信号,并从频域频谱信号中提取射击特征信号的能量,由此判断子弹与仿形靶之间的距离，并与预先设定的危险距离对比，来完成危险判断识别，当判断为危险时，智能移动靶1快速移动躲避危险，实现危险判断功能。

请参阅图8，智能移动靶1快速移动躲避危险时，通过视频定位模块选择最近障碍物21，由计算机控制，自动移动到障碍物21相对战士22方向的另一面，躲避战士22射击，并在设定时间段后，随机移出障碍物21，通过自主对抗功能射击战士22。

所述计算机内装有射击效果评估软件，实时记录射击效果数据，包括：战士编号、命中时间、命中距离、目标移动速度和命中靶编号；所述感应终端设有第二三轴加速度传感器，感应战士开枪时产生的振动，并将振动信息传送到计算机，根据智能移动靶被击中和开枪的时间差，确定命中智能移动靶的战士编号，实时记录智能移动靶被击中的时间，根据命中移动靶所在位置坐标计算与战士之间的距离，根据智能移动靶电机转速实时记录移动速度，并记录智能移动靶的编号。

所述战术模式通过群组控制功能、危险判断功能和自主对抗功能实现，所述战术模式通过战士与智能移动靶以一对多或多对多的形式实施，包括室外解救人质模式、室内解救人质模式、伏击对抗模式。当训练开始后，智能移动靶按照预先设定路线移动，战士射击后，智能移动靶判断危险情况，加速移动，躲避到障碍物后或人质后并进行反击。所述计算机显示训练结果，训练结果包括战士编号、命中时间、命中距离、目标移动速度和命中靶编号和人质解救结果。智能移动靶充当歹徒18或人质19。

请参阅图9，所述室外解救人质19模式设有至少一名战士22、三个歹徒18和一个人质19，所述歹徒18围住人质19，四个智能移动靶通过计算机控制沿设定路径移动，1名或多名战士22对歹徒18进行识别射击或协同射击训练。

请参阅图10，所述解救室内人质19模式采用障碍物模拟室内环境，设有门和窗，所述室内环境设有至少三个歹徒18，歹徒18分别靠近人质19、门、窗，以直线路径往复移动，室外设有障碍物和一个歹徒18，歹徒18在障碍物后以三角形路径往复移动，1名或多名战士22对歹徒18进行识别射击或协同射击训练。

请参阅图11，所述伏击模式设有至少三个障碍物和三个歹徒18，歹徒18在障碍物附近以三角形路径移动，1名或多名战士22对歹徒18进行识别射击或协同射击训练。

综上所述，和现有技术相比，本发明具有如下优点：

设置多种战术模式，用于战士模拟实战射击，其群组控制功能保证智能移动靶按照一定战术队形沿规划路线运动，为组织实战条件下的识别射击或协同射击提供技术支撑；其危险判断功能和自主对抗功能创造更加逼真的实战模拟效果，提高战士的射击速度和射击命中率。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。