本發(fā)明涉及一種群組對抗射擊訓(xùn)練系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有射擊用靶主要使用固定靶或固定軌道靶，以上靶標只能原地靜止不動或者沿線式固定路線運動，不能在隨機場地按照戰(zhàn)術(shù)編組運動，運用現(xiàn)有射擊條件，很難模擬實戰(zhàn)環(huán)境下多個活動目標并存，甚至是敵我混合的復(fù)雜態(tài)勢，射擊訓(xùn)練難以貼近實戰(zhàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，提供了一種群組對抗射擊訓(xùn)練系統(tǒng)，由多個智能移動靶組成，在一定區(qū)域內(nèi)按照實戰(zhàn)要求設(shè)置多種戰(zhàn)術(shù)隊形，所述戰(zhàn)術(shù)隊形指根據(jù)設(shè)定的靶標編組、搜索范圍，沿設(shè)定路線進行機動和對抗，用于戰(zhàn)士模擬實戰(zhàn)射擊，具有群組控制、目標識別、危險判斷、自主對抗等功能，包括主控模塊，視頻定位模塊，目標識別模塊，移動靶模塊，激光對抗模塊，各模塊間通過有線或無線連接。其中，群組控制是指移動靶能夠自由移動，移動靶之間或者移動靶與障礙物之間相互避讓；危險判斷功能是指移動靶能夠自主判斷危險情況，躲避危險；目標識別是指通過視頻圖像特征對各個目標進行位置識別，給出坐標；自主對抗功能是指移動靶能夠?qū)?zhàn)士進行激光對抗射擊，實現(xiàn)人機互動。

所述主控模塊包括計算機和遙控器，計算機內(nèi)存儲至少3種作戰(zhàn)模式。所述移動靶模塊包括至少3個智能移動靶，所述智能移動靶在一定的訓(xùn)練場地內(nèi)移動；所述訓(xùn)練場地內(nèi)設(shè)有至少一個障礙物；所述主控模塊通過視頻定位模塊將訓(xùn)練場地在計算機內(nèi)構(gòu)建出訓(xùn)練場地虛擬空間坐標系，計算機將訓(xùn)練場地虛擬空間坐標系及作戰(zhàn)模式傳送給移動靶模塊，移動靶模塊在訓(xùn)練場地內(nèi)按作戰(zhàn)模式預(yù)先設(shè)定的路徑移動或自由移動，并通過激光對抗模塊與戰(zhàn)士互動，實現(xiàn)群組控制功能和自主對抗功能。

進一步的，所述智能移動靶包括立體仿形靶和移動小車，所述立體仿形靶不僅包括作戰(zhàn)人員，還包括作戰(zhàn)車輛以及裝甲目標等；所述移動小車設(shè)有mcu控制電路、超聲波自主避障電路、信號接收電路和驅(qū)動裝置，信號接收電路接收計算機發(fā)出的指令，通過mcu控制電路控制驅(qū)動裝置實現(xiàn)智能移動靶在訓(xùn)練場地內(nèi)移動；超聲波自主避障電路包括聲波信號檢測器和數(shù)字化單片機處理電路，工作時，聲波信號檢測器收發(fā)聲波，測量障礙物或其他智能移動靶與其距離的模擬信號，并將模擬信號通過數(shù)字化單片機處理電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再通過rx通訊口傳送到mcu控制電路，最后mcu控制電路控制智能移動靶躲避障礙物或其他智能移動靶。

進一步的，所述視頻定位模塊包括第一攝像頭、感應(yīng)終端、安裝在計算機中的視覺定位處理軟件和軌跡規(guī)劃軟件，所述第一攝像頭至少兩個，分別安裝在訓(xùn)練場地四周,視場范圍覆蓋整個訓(xùn)練場地；計算機通過視覺定位處理軟件處理所述坐標信息，構(gòu)建出所述訓(xùn)練場地虛擬空間坐標系。所述訓(xùn)練場地內(nèi)設(shè)有至少一個障礙物；所述感應(yīng)終端至少五個，對應(yīng)不同的ip，分別設(shè)置在訓(xùn)練場地內(nèi)的戰(zhàn)士、智能移動靶和障礙物上；所述第一攝像頭對訓(xùn)練場地內(nèi)任意點、移動靶、戰(zhàn)士和障礙物的感應(yīng)終端與坐標信息進行視頻采集，配合感應(yīng)終端區(qū)分不同物體，并將所述坐標信息傳送到計算機。

進一步的，所述訓(xùn)練場地虛擬空間坐標系內(nèi)準確定位訓(xùn)練場地內(nèi)的任意點、移動靶、戰(zhàn)士和障礙物的實時坐標信息，移動靶通過所述實時坐標信息，按照預(yù)先在軌跡規(guī)劃軟件中設(shè)定的移動軌跡，移動靶同時移動，移動靶相互之間或與障礙物之間通過計算機控制和超聲波實現(xiàn)避讓，進而實現(xiàn)群組控制功能，實現(xiàn)移動靶模塊在訓(xùn)練場地內(nèi)按作戰(zhàn)模式預(yù)先設(shè)定的路徑移動或自由移動，其中，自由移動是指移動靶通過計算機運用軌跡規(guī)劃軟件智能規(guī)劃隨機路線，進行隨機移動。

進一步的，所述目標識別利用第一攝像頭對戰(zhàn)士的特征進行識別定位，傳送到智能移動靶，由其進行目標鎖定，納入激光反擊范圍。所述激光對抗模塊包括激光發(fā)射器和第二攝像頭，所述激光發(fā)射器和第二攝像頭均安裝在智能移動靶上；使用時，第一攝像頭采集圖像信息及通過感應(yīng)終端識別戰(zhàn)士與智能移動靶所在坐標，并將坐標信息通過計算機傳送給智能移動靶，所述智能移動靶通過第二攝像頭識別戰(zhàn)士，進一步精確定位戰(zhàn)士所在位置，并在預(yù)先設(shè)定時間后啟動所述激光發(fā)射器照射戰(zhàn)士所在位置，實現(xiàn)自動對抗功能。

進一步的，所述智能移動靶還設(shè)有中彈識別電路和危險識別電路，所述中彈識別電路和危險識別電路連接mcu控制電路；所述中彈識別電路判斷立體仿形靶中彈情況，所述危險識別電路識別危險情況并通過mcu控制電路控制智能移動靶躲避危險。

進一步的，所述中彈識別電路包括第一單片機和中彈區(qū)域傳感器群組；中彈區(qū)域傳感器群組包括至少兩個獨立的中彈傳感器，中彈傳感器均勻分布在立體仿形靶上，根據(jù)人體劃分成要害和非要害兩部分，并分別接入第一單片機的io接口，第一單片機和中彈區(qū)域傳感器群組捕捉子彈擊中仿形靶造成的電脈沖信號,由單片機內(nèi)的程序區(qū)分電脈沖來源位置，判斷擊中要害或者非要害，當(dāng)擊中要害一次時，立體仿形靶倒下，當(dāng)擊中非要害至少兩次以上時，立體仿形靶倒下；所述遙控器控制倒下的智能移動靶一起起來或控制單獨的智能移動靶起來。

進一步的，所述危險識別電路包括第二單片機和第一三軸加速度傳感器,捕捉子彈通過空氣對仿形靶造成的振動信號,并轉(zhuǎn)換成三軸實時加速度信號；工作時，危險識別電路中的第一三軸加速度傳感器采集三軸實時加速度信號，通過i²c接口和第二單片機連接，再由第二單片機對三軸實時加速度信號進行快速傅里葉變換,把三軸實時加速度信號轉(zhuǎn)變?yōu)轭l域頻譜信號,并從頻域頻譜信號中提取射擊特征信號的能量,由此判斷子彈與仿形靶之間的距離，并與預(yù)先設(shè)定的危險距離對比，來完成危險判斷識別，當(dāng)判斷為危險時，智能移動靶快速移動躲避危險，實現(xiàn)危險判斷功能。智能移動靶快速移動躲避危險時，通過視頻定位模塊選擇最近障礙物，由計算機控制，自動移動到障礙物相對戰(zhàn)士方向的另一面，躲避戰(zhàn)士射擊，并在設(shè)定時間段后，隨機移出障礙物，通過自主對抗功能射擊戰(zhàn)士。

進一步的，所述計算機內(nèi)裝有射擊效果評估軟件，實時記錄射擊效果數(shù)據(jù)，包括：戰(zhàn)士編號、命中時間、命中距離、目標移動速度和命中靶編號；所述感應(yīng)終端設(shè)有第二三軸加速度傳感器，感應(yīng)戰(zhàn)士開槍時產(chǎn)生的振動，并將振動信息傳送到計算機，根據(jù)智能移動靶被擊中和開槍的時間差，確定命中智能移動靶的戰(zhàn)士編號并記錄智能移動靶的編號，實時記錄智能移動靶被擊中的時間，根據(jù)命中移動靶與戰(zhàn)士坐標計算兩者之間的距離，根據(jù)智能移動靶電機轉(zhuǎn)速實時記錄移動速度。

進一步的，所述戰(zhàn)術(shù)模式通過群組控制功能、危險判斷功能和自主對抗功能實現(xiàn)，所述戰(zhàn)術(shù)模式通過戰(zhàn)士與智能移動靶以一對多或多對多的形式實施，包括室外解救人質(zhì)模式、室內(nèi)解救人質(zhì)模式、伏擊對抗模式。當(dāng)訓(xùn)練開始后，智能移動靶按照預(yù)先設(shè)定路線移動，戰(zhàn)士射擊后，智能移動靶判斷危險情況，加速移動，躲避到障礙物后或人質(zhì)后并進行反擊。所述計算機顯示訓(xùn)練結(jié)果，訓(xùn)練結(jié)果包括戰(zhàn)士編號、命中時間、命中距離、目標移動速度和命中靶編號和人質(zhì)解救結(jié)果。

智能移動靶可模擬歹徒或人質(zhì)，設(shè)置多種戰(zhàn)術(shù)編組。所述室外解救人質(zhì)模式包括至少一名戰(zhàn)士、三個歹徒和一個人質(zhì)，所述歹徒圍住人質(zhì)，四個智能移動靶通過計算機控制沿指定路徑移動，一名或多名戰(zhàn)士對歹徒進行識別和協(xié)同射擊訓(xùn)練；所述解救室內(nèi)人質(zhì)模式采用障礙物模擬室內(nèi)環(huán)境，設(shè)有門和窗，所述室內(nèi)環(huán)境包括至少三個歹徒和一個人質(zhì)，歹徒分別靠近人質(zhì)、門、窗，沿設(shè)定路徑往返移動，室外設(shè)有障礙物和一個歹徒，歹徒在障礙物附近沿閉合三角形路徑進行往復(fù)移動，一名或多名戰(zhàn)士對歹徒進行識別和協(xié)同射擊訓(xùn)練；所述伏擊模式設(shè)有至少三個障礙物和三個歹徒，歹徒在障礙物附近沿閉合三角形路徑往復(fù)移動，一名或多名戰(zhàn)士對歹徒進行快速射擊訓(xùn)練。

由上述對本發(fā)明的描述可知，和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

設(shè)置多種戰(zhàn)術(shù)模式，用于戰(zhàn)士模擬實戰(zhàn)射擊，其群組控制功能保證智能移動靶按照一定戰(zhàn)術(shù)隊形沿規(guī)劃路線運動，為組織實戰(zhàn)條件下的識別射擊或協(xié)同射擊提供技術(shù)支撐；其危險判斷和自主對抗功能創(chuàng)造逼真的實戰(zhàn)模擬效果，提高戰(zhàn)士作戰(zhàn)技能。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。

其中：

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)分布示意圖一(俯視圖)；

圖2是本發(fā)明的智能移動靶結(jié)構(gòu)示意圖二(軸側(cè)視圖)；

圖3是本發(fā)明的超聲波自主避障電路示意圖；

圖4是本發(fā)明的中彈識別電路示意圖一；

圖5是本發(fā)明的中彈識別電路示意圖二；

圖6是本發(fā)明的危險識別電路示意圖二；

圖7是本發(fā)明的危險識別電路示意圖二；

圖8是本發(fā)明的智能移動靶躲避危險示意圖；

圖9是本發(fā)明的戰(zhàn)術(shù)模式一示意圖；

圖10是本發(fā)明的戰(zhàn)術(shù)模式二示意圖；

圖11是本發(fā)明的戰(zhàn)術(shù)模式三示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚、明白，以下結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。請參閱圖1和圖2，一種群組對抗射擊訓(xùn)練系統(tǒng)，提供多種戰(zhàn)術(shù)隊形，所述戰(zhàn)術(shù)隊形指根據(jù)設(shè)定的靶標編組、搜索范圍，沿設(shè)定路線進行機動和對抗，用于戰(zhàn)士22模擬實戰(zhàn)射擊，具有群組控制功能、危險判斷功能、自主對抗功能，包括主控模塊，視頻定位模塊，目標識別模塊，移動靶模塊，激光對抗模塊，各模塊間通過無線連接。其中，群組控制是指移動靶移動時，移動靶之間或者移動靶與障礙物21之間相互避讓；危險判斷功能是指移動靶能夠自主判斷危險情況，躲避危險；自主對抗功能是指移動靶能夠?qū)?zhàn)士22進行射擊，實現(xiàn)人機互動。

所述主控模塊包括計算機和遙控器，計算機內(nèi)存儲至少3種作戰(zhàn)模式。所述移動靶模塊包括三個智能移動靶1，智能移動靶1在一定的訓(xùn)練場地2內(nèi)移動；所述訓(xùn)練場地2內(nèi)設(shè)有三個障礙物21；所述主控模塊通過視頻定位模塊將訓(xùn)練場地2在計算機內(nèi)構(gòu)建出訓(xùn)練場地2虛擬空間坐標系，計算機將訓(xùn)練場地2虛擬空間坐標系及作戰(zhàn)模式傳送給移動靶模塊，移動靶模塊在訓(xùn)練場地2內(nèi)按作戰(zhàn)模式預(yù)先設(shè)定的路徑移動或自由移動，并通過激光對抗模塊與戰(zhàn)士22互動，實現(xiàn)群組控制功能和自主對抗功能。

所述視頻定位模塊包括第一攝像頭41、感應(yīng)終端、安裝在計算機中的視覺定位處理軟件和軌跡規(guī)劃軟件，所述第一攝像頭41兩個，分別安裝在訓(xùn)練場地2四周,視場范圍覆蓋整個訓(xùn)練場地，計算機通過視覺定位處理軟件處理所述坐標信息，構(gòu)建出所述訓(xùn)練場地2虛擬空間坐標系。所述感應(yīng)終端7個，對應(yīng)不同的ip，分別設(shè)置在訓(xùn)練場地2內(nèi)的戰(zhàn)士22、智能移動靶1和障礙物21上；所述第一攝像頭41對訓(xùn)練場地2內(nèi)任意點、智能移動靶1、戰(zhàn)士22和障礙物21的感應(yīng)終端與坐標信息進行視頻采集，配合感應(yīng)終端區(qū)分不同物體，并將所述坐標信息傳送到計算機。

請參閱圖3，所述智能移動靶1包括立體仿形靶11和移動小車12，所述立體仿形靶11不僅包括作戰(zhàn)人員，還包括作戰(zhàn)車輛以及裝甲目標等；所述移動小車12設(shè)有mcu控制電路13、超聲波自主避障電路、信號接收電路和驅(qū)動裝置，信號接收電路接收計算機發(fā)出的指令，通過mcu控制電路13控制驅(qū)動裝置實現(xiàn)智能移動靶1在訓(xùn)練場地2內(nèi)移動。超聲波自主避障電路包括聲波信號檢測器14和數(shù)字化單片機處理電路15，工作時，聲波信號檢測器14收發(fā)聲波，測量障礙物21或其他智能移動靶1與其距離的模擬信號，并將模擬信號通過數(shù)字化單片機處理電路15轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再通過rx通訊口傳送到mcu控制電路13，最后mcu控制電路13控制智能移動靶1躲避障礙物21或其他智能移動靶1。

通過訓(xùn)練場地2虛擬空間坐標系準確定位訓(xùn)練場地2內(nèi)的任意點、智能移動靶1、戰(zhàn)士22和障礙物21的實時坐標信息，智能移動靶1通過所述實時坐標信息，按照預(yù)先在軌跡規(guī)劃軟件中設(shè)定的移動軌跡，同時移動，按照預(yù)先設(shè)定戰(zhàn)術(shù)模式，智能移動靶1相互之間或與障礙物21之間通過計算機控制和超聲波實現(xiàn)避讓，進而實現(xiàn)群組控制功能。

請參閱圖2，所述自動識別利用第一攝像頭41對戰(zhàn)士22的特征進行識別定位，傳送到智能移動靶1，由其進行目標鎖定，納入激光反擊范圍。所述激光對抗模塊包括激光發(fā)射器51和第二攝像頭52，激光發(fā)射器51和第二攝像頭52均安裝在智能移動靶1上。使用時，第一攝像頭41采集視頻信息及配合感應(yīng)終端識別戰(zhàn)士22與智能移動靶1所在坐標，并將坐標信息通過計算機傳送給智能移動靶1，智能移動靶1通過第二攝像頭52識別戰(zhàn)士22，進一步精確定位戰(zhàn)士22所在位置，并在預(yù)先設(shè)定時間后啟動所述激光發(fā)射器51照射戰(zhàn)士22所在位置，實現(xiàn)自動對抗功能。

請參閱圖4和圖5，所述智能移動靶1還設(shè)有中彈識別電路和危險識別電路，所述中彈識別電路和危險識別電路連接mcu控制電路13；所述中彈識別電路判斷立體仿形靶11中彈情況，所述危險識別電路識別危險情況并通過mcu控制電路13控制智能移動靶1躲避危險。

本實施例中，中彈識別電路包括中彈區(qū)域傳感器群組；中彈區(qū)域傳感器群組包括至少兩個獨立的中彈傳感器16，中彈傳感器16均勻分布在立體仿形靶11上，根據(jù)人體劃分成要害161和非要害162兩部分，并分別接入mcu控制電路13的io接口，mcu控制電路13和中彈區(qū)域傳感器群組捕捉子彈擊中仿形靶造成的電脈沖信號,由mcu控制電路13內(nèi)的程序區(qū)分電脈沖來源位置，判斷擊中要害161或者非要害162，當(dāng)擊中要害161一次時，立體仿形靶11倒下，當(dāng)擊中非要害162至少兩次以上時，立體仿形靶11倒下。所述遙控器控制倒下的智能移動靶1一起起立或控制單獨的智能移動靶1起立。

請參閱圖6，本實施例中，所述危險識別電路包括第一三軸加速度傳感器17,捕捉子彈通過空氣對仿形靶造成的振動信號,并轉(zhuǎn)換成三軸實時加速度信號。工作時，危險識別電路中的第一三軸加速度傳感器17采集三軸實時加速度信號，通過i²c接口和mcu控制電路13連接，再由mcu控制電路13對三軸實時加速度信號進行快速傅里葉變換,把三軸實時加速度信號轉(zhuǎn)變?yōu)轭l域頻譜信號,并從頻域頻譜信號中提取射擊特征信號的能量,由此判斷子彈與仿形靶之間的距離，并與預(yù)先設(shè)定的危險距離對比，來完成危險判斷識別，當(dāng)判斷為危險時，智能移動靶1快速移動躲避危險，實現(xiàn)危險判斷功能。

請參閱圖8，智能移動靶1快速移動躲避危險時，通過視頻定位模塊選擇最近障礙物21，由計算機控制，自動移動到障礙物21相對戰(zhàn)士22方向的另一面，躲避戰(zhàn)士22射擊，并在設(shè)定時間段后，隨機移出障礙物21，通過自主對抗功能射擊戰(zhàn)士22。

所述計算機內(nèi)裝有射擊效果評估軟件，實時記錄射擊效果數(shù)據(jù)，包括：戰(zhàn)士編號、命中時間、命中距離、目標移動速度和命中靶編號；所述感應(yīng)終端設(shè)有第二三軸加速度傳感器，感應(yīng)戰(zhàn)士開槍時產(chǎn)生的振動，并將振動信息傳送到計算機，根據(jù)智能移動靶被擊中和開槍的時間差，確定命中智能移動靶的戰(zhàn)士編號，實時記錄智能移動靶被擊中的時間，根據(jù)命中移動靶所在位置坐標計算與戰(zhàn)士之間的距離，根據(jù)智能移動靶電機轉(zhuǎn)速實時記錄移動速度，并記錄智能移動靶的編號。

所述戰(zhàn)術(shù)模式通過群組控制功能、危險判斷功能和自主對抗功能實現(xiàn)，所述戰(zhàn)術(shù)模式通過戰(zhàn)士與智能移動靶以一對多或多對多的形式實施，包括室外解救人質(zhì)模式、室內(nèi)解救人質(zhì)模式、伏擊對抗模式。當(dāng)訓(xùn)練開始后，智能移動靶按照預(yù)先設(shè)定路線移動，戰(zhàn)士射擊后，智能移動靶判斷危險情況，加速移動，躲避到障礙物后或人質(zhì)后并進行反擊。所述計算機顯示訓(xùn)練結(jié)果，訓(xùn)練結(jié)果包括戰(zhàn)士編號、命中時間、命中距離、目標移動速度和命中靶編號和人質(zhì)解救結(jié)果。智能移動靶充當(dāng)歹徒18或人質(zhì)19。

請參閱圖9，所述室外解救人質(zhì)19模式設(shè)有至少一名戰(zhàn)士22、三個歹徒18和一個人質(zhì)19，所述歹徒18圍住人質(zhì)19，四個智能移動靶通過計算機控制沿設(shè)定路徑移動，1名或多名戰(zhàn)士22對歹徒18進行識別射擊或協(xié)同射擊訓(xùn)練。

請參閱圖10，所述解救室內(nèi)人質(zhì)19模式采用障礙物模擬室內(nèi)環(huán)境，設(shè)有門和窗，所述室內(nèi)環(huán)境設(shè)有至少三個歹徒18，歹徒18分別靠近人質(zhì)19、門、窗，以直線路徑往復(fù)移動，室外設(shè)有障礙物和一個歹徒18，歹徒18在障礙物后以三角形路徑往復(fù)移動，1名或多名戰(zhàn)士22對歹徒18進行識別射擊或協(xié)同射擊訓(xùn)練。

請參閱圖11，所述伏擊模式設(shè)有至少三個障礙物和三個歹徒18，歹徒18在障礙物附近以三角形路徑移動，1名或多名戰(zhàn)士22對歹徒18進行識別射擊或協(xié)同射擊訓(xùn)練。

綜上所述，和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

設(shè)置多種戰(zhàn)術(shù)模式，用于戰(zhàn)士模擬實戰(zhàn)射擊，其群組控制功能保證智能移動靶按照一定戰(zhàn)術(shù)隊形沿規(guī)劃路線運動，為組織實戰(zhàn)條件下的識別射擊或協(xié)同射擊提供技術(shù)支撐；其危險判斷功能和自主對抗功能創(chuàng)造更加逼真的實戰(zhàn)模擬效果，提高戰(zhàn)士的射擊速度和射擊命中率。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。