[发明专利]一种榴弹发射虚拟训练平台及训练方法

权利要求书

1.一种榴弹发射虚拟训练平台，其特征在于：包括训练位1,2,...,n、路由器模组(15)和服务器模组(16)；其中，所述路由器模组(15)用于构建局域网络；服务器模组(16)提供计算、存储功能；所述训练位1,2,...,n为操作者提供独立的训练区域，训练位1,2,...,n中的每个训练位可容纳一名操作者进行训练，所述训练位1,2,...,n接入所述路由器模组(15)所构建的局域网络与所述服务器模组(16)建立网络连接；

训练位1,2,...,n包括发射器模组(j1)、瞄准镜模组(j2)、交互模组(j3)和姿态监测模组(j4)；在所述训练位1,2,...,n中，所述发射器模组(j1)用于虚拟训练中提供虚拟弹发射功能；所述瞄准镜模组(j2)提供模拟校准瞄准镜过程的功能；所述瞄准镜模组(j2)安装在所述发射器模组(j1)上；所述交互模组(j3)用于提供信息交互通道；姿态监测模组(j4)用于提供身体姿态、弹道监测的功能；训练位1,2,...,n的发射器模组(j1)、瞄准镜模组(j2)、交互模组(j3)和姿态监测模组(j4)接入所述局域网络中，与服务器模组(16)建立网络连接；

在j＝1,2,...,n中，第j发射器模组(j1)包括第j发射器本体装置(j11)、第j电磁制动装置(j12)、第j底座装置(j13)；其中，所述第j发射器本体装置(j11)，可以为所述第j瞄准镜模组(j2)及所述第j电磁制动装置(j12)提供搭载平台，所述第j发射器本体装置(j11)内有通讯器件，可以与所述路由器模组(15)建立网络连接；

在j＝1,2,...,n中，第j瞄准镜模组(j2)包括第j透镜本体装置(j21)、第j角度传感装置(j22)；其中，所述第j透镜本体装置(j21)内有通讯器件，可以与所述路由器模组(15)建立网络连接；所述第j角度传感装置(j22)安装于所述第j透镜本体装置(j21)上，设计有反馈电路，可以为所述第j交互模组(j3)提供的虚拟瞄准镜校准数据；

在j＝1,2,...,n中，第j交互模组(j3)采用可穿戴式设计，包括第j显示器(j31)、第j传感器装置(j32)，其中，第j显示器(j31)为使用者提供虚拟训练环境，第j显示器(j31)中的通讯装置与所述路由器模组(15)建立网络连接；第j传感器装置(j32)为第j姿态监测模组(j4)提供位姿信息；

在j＝1,2,...,n中，第j姿态监测模组(j4)采用激光扫描定位技术获取位姿信息，所述第j姿态监测模组(j4)设置有第一激光发射器(j41)和第二激光发射器(j42)，第一、第二激光发射器间隔距离布置，用于在水平和垂直方向进行定位；

所述服务器模组(16)包括硬件装置(161)、软件系统(162)；其中，所述硬件装置(161)可以为所述软件系统(162)提供运行平台，所述软件系统(162)包括通信子系统(31)、虚拟现实子系统(32)、计算与控制子系统(33)、训练管理数据库子系统(34)，其中，所述通信子系统(31)用于对所述局域网络建立数据通道；所述虚拟现实子系统(32)通过所述通信子系统(31)向j＝1,2,...,n中第j交互模组(j3)传输虚拟场景数据；所述计算与控制子系统(33)用于分析操作者姿态和虚拟弹发射结果并输出评价结果；所述训练管理数据库子系统(34)用于储存训练过程及评价结果信息；

所述虚拟现实子系统(32)包括背景虚拟模块(321)、爆炸虚拟模块(322)、环境气候特征模块(323)、音效虚拟模块(324)、瞄准镜使用虚拟模块(325)、目标虚拟模块(326)，所述背景虚拟模块(321)用于模拟包括发射器在内的真实训练中环境图像；所述爆炸虚拟模块(322)用于模拟真实训练中不同类型榴弹爆炸时的影像；所述环境气候特征模块(323)用于模拟真实训练时的气候特征；所述音效虚拟模块(324)用于模拟各类型榴弹爆炸时的音效以及环境气候特征音效；所述瞄准镜使用虚拟模块(325)用于提供辅助射击功能；所述目标虚拟模块(326)用于模拟虚拟敌人目标；

所述服务器模组(16)包含的所述计算与控制子系统(33)包括位姿计算模块(331)、弹道计算模块(332)、综合评价模块(333)；所述位姿计算模块(331)用于监测佩戴者训练过程中位姿特征参数，其中可测得的位姿特征参数包括佩戴者持发射器时的脚间距、臂距以及与j＝1,2,...,n中相应的第j发射器模组(j1)的相对距离；所述弹道计算模块(332)用于计算弹道飞行轨迹特征参数曲线，并分析出沿此曲线最终对目标的命中数据结果；所述综合评价模块(333)用于记录综合分析位姿特征参数、飞行轨迹特征参数、命中率的信息。

2.一种榴弹发射虚拟训练方法，其特征在于：基于权利要求1所述榴弹发射虚拟训练平台，按如下步骤进行：

S1：选取教练和n名学员参与训练模式；

S2：所述n名学员中第1,2,...,n学员进入对应的第1,2,...,n训练位，所述第1,2,...,n学员在第1,2,...,n训练位对应的设备包括：第j发射器模组(j1)、第j瞄准镜模组(j2)、第j交互模组(j3)、第j姿态监测模组(j4)，其中j＝1,2,...,n；

S3：教练启动所述榴弹发射虚拟训练平台(10)；教练定义所述训练模式；

S4：所述n名学员中任一学员组装所述第j发射器模组(j1)和所述第j瞄准镜模组(j2)；

S5：所述n名学员中任一学员佩戴所述第j交互模组(j3)；

S6：所述n名学员中任一学员，假设其被分配在第i组，基于所述第j交互模组(j3)上显示的所在第i训练场景，在所述第j底座装置(j13)的第j两脚架(j131)、第j三脚架(j132)两个选项中任选其一，并根据第j定点靶模式(3261)给出的目标所在位置和距离，调整所述第j瞄准镜模组(j2)上的所述第j角度传感装置(j22)；

S7：得到教练口头下达的发射指令后，所述n名学员中任一学员基于第j发射器模组(j1)发射；并观察第j交互模组(j3)中同步显示的榴弹发射、飞行轨迹、爆炸这一过程动态影像；

S8：训练结束；所述n名学员中任一学员可在所述服务器模组(16)注册或登陆指定的学员账号，下载近期的训练报告，从中学习并改进射击姿态，所述教练可以在所述服务器模组(16)上登陆指定教练账号，对背景环境数据、榴弹种类数据、气候特征数据进行更新；并对所述软件系统中的数据评价算法进行修正。