[发明专利]一种电子战装备虚拟操作训练系统及其训练方法

权利要求书

1.一种电子战装备虚拟操作训练系统，其特征在于，包括高性能计算机和参训者VR硬件设备，所述高性能计算机配置高性能硬件，预装操作系统，安装数据库、模型库和设备库资料，为VR训练提供所需基础资源；所述高性能计算机作为基于VR的电子战装备虚拟操作训练平台的计算中心，安装定制开发的电子战虚拟操作训练软件；所述操作训练软件主要包括电子战装备3D虚拟建模软件模块、电子战装备认知训练软件模块和电子战装备操作训练软件模块；电子战装备虚拟操作训练系统通过高性能计算机实现人机交互，将虚拟训练内容流畅输出到VR头显，使得参训人员实时感知到训练内容，通过VR外部接口设备的操作与之互动，实现装备虚拟训练，所述VR硬件设备主要包括VR头盔和VR数据手套；所述VR头盔能营造逼真的视觉环境，单眼拥有高清分辨率，头盔内部配有陀螺仪传感器、近红外CMOS传感器、激光定位、加速度计设备，使虚拟场景自然、真实；所述VR数据手套实现参训者的动作捕捉，是对参训者动作位移的反馈和扫描；利用先进的红外惯性跟踪装置，运用外部跟踪方式，采用USB或无线形式进行实时跟踪定位，由神经元、距离传感器、惯性跟踪扫描设备组成，所述操作训练软件主要包括电子战装备3D虚拟建模软件模块、电子战装备认知训练软件模块和电子战装备操作训练软件模块，所述电子战装备3D虚拟建模软件包括装备车体建模模块、机柜设备建模模块、分机设备建模模块和附属设备建模模块，根据装备训练需要建立相应的虚拟环境模型，所述电子战装备认知训练软件包括抽象概念展示软件模块、理论知识学习软件模块、装备结构认知软件模块和分机拆解认知软件模块；抽象概念展示软件模块通过VR技术手段，可以形象生动地展示电子战领域一些复杂、抽象、难以理解的概念、信号工作过程和作战效果，将电磁波无形的工作过程实化，直观、全面、充分地展示教学内容，便于参训者掌握电子战基础知识；理论知识学习软件模块通过VR技术手段实现电子战装备的基础理论、装备工作原理、装备结构组成、装备战技指标内容的学习；装备结构认知软件模块主要通过VR技术手段，形象生动地将电子战装备整体外观、内部结构，方便进行三维展示，可以将装备整机、分机、模块的面板设置为透明，以便让学生更加直观地观察、认识内部结构；分机拆解认知软件模块主要通过VR技术手段，实现对分机模块进行拆解，方便进行三维展示与交互操作，可以在虚拟装备内部标注信息流、工作流辅助信息，极大地丰富装备教学内容，提升教学效果，高效完成装备认知训练任务，所述电子战装备操作训练软件包括附属设备操作软件模块、分机面板操作软件模块、系统流程操作软件模块和席位软件操作软件模块；附属设备操作软件模块通过VR技术手段实现电源、配电柜、通信设备的开关机操作；分机面板操作软件模块通过VR技术手段实现虚拟分机面板键盘布局，按键响应，信息显示均与实际设备面板一致；系统流程操作软件模块通过VR技术手段实现设备的工作场景逼真，软件界面、操作步骤、信息显示、信号流程、系统响应都与具体型号设备一致，并且具有较好的人机交互功能；席位软件操作软件模块通过VR技术手段实现用户操作席位软件功能，其软件操作界面、软件响应都与具体型号设备一致。

2.一种电子战装备虚拟操作训练系统的训练方法，其特征在于，用于权利要求1所述的电子战装备虚拟操作训练系统的训练，包括以下步骤：步骤1，电子战装备虚拟建模首先需要对电子战装备内部、外部设备的建模，完成基础仿真场景的搭建；步骤2，电子战装备虚拟建模其次主要实现真实装备的内部功能仿真与建模，完成装备功能模拟与仿真；步骤3，电子战装备虚拟建模还要实现训练场景搭建和装备功能层面的仿真，从而为训练提供逼真的内外作业环境；步骤4，电子战装备认知训练软件实现电子战抽象概念展示、理论知识学习、装备结构认知和分机拆解认知；步骤5，电子战装备操作训练软件实现附属设备操作、分机面板操作、系统流程操作和席位软件操作；步骤6，参训人员佩带VR头盔和VR数据手套，与电子战装备认知训练软件进行交互训练；步骤7，参训人员通过VR硬件设备和高性能计算机，体验装备训练和身临其境的沉浸感，并具有人员与电子战虚拟训练环境完善的交互能力；步骤8，参训人员根据训练安排或自主选择内容，在电子战装备认知训练系统中进行虚拟仿真和交互训练；步骤9，高性能计算机一方面接收参训人员发送的训练指令，生成相应的训练内容，另一方面实时采集参训人员的操作步骤及训练数据，保存到计算机上，供训练分析用，从而实现电子战装备虚拟操作训练。