一种真实战场模拟对抗系统

文档序号:177536 发布日期:2021-11-02 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 一种真实战场模拟对抗系统 (Real battlefield simulation confrontation system ) 是由 窦凯 窦子阳 聂文理 吴立柱 于 2021-08-13 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种真实战场模拟对抗系统,属于战场模拟技术领域。包括模拟方、训练方、战场模拟部分和总控系统;模拟方包括可以侦测战场态势的智能标靶;所述智能标靶能够通过激光模拟对抗训练方进攻或者按照预定科目实现自主进攻;训练方具有单人装备,包括用于接收激光模拟设计的穿戴马甲和头盔;报警用的声光设备和烟雾设备;激光模拟发射枪支以及无线数据通信终端;战场模拟部分包括战场仿真器和人体感应单元;战场仿真器用于模拟战场的声、光、电环境;人体感应单元用于触发智能标靶和战场仿真器;总控系统显示整体态势图和战场情况;根据战场评判逻辑对受伤情况、阵亡情况和受伤战斗力限制进行评判。本发明能够模拟战场的真实情况。(The invention relates to a real battlefield simulation antagonistic system, and belongs to the technical field of battlefield simulation. The device comprises a simulation party, a training party, a battlefield simulation part and a master control system; the simulation party comprises an intelligent target capable of detecting the battlefield situation; the intelligent target can simulate attack on an antithetical training party through laser or realize autonomous attack according to a preset subject; the training party has a single person&#39;s equipment including a wearing vest and a helmet for receiving the laser simulation design; acousto-optic equipment and smoke equipment for alarm; the system comprises a laser analog emission gun and a wireless data communication terminal; the battlefield simulation part comprises a battlefield simulator and a human body induction unit; the battlefield simulator is used for simulating the sound, light and electric environments of a battlefield; the human body sensing unit is used for triggering the intelligent target and the battlefield simulator; the master control system displays an overall situation map and battlefield conditions; and judging the injury condition, the casualty condition and the limitation of the injury fighting capacity according to the battlefield judging logic. The invention can simulate the real situation of a battlefield.)

一种真实战场模拟对抗系统

技术领域

本发明涉及一种真实战场模拟对抗系统,属于战场模拟技术领域。

背景技术

市场上类似产品主要有两种风格:

一种是红方士兵实弹射击标靶模拟的蓝方,标靶通过激光盲扫模拟对抗红方。

另一种是红蓝双方均使用激光模拟武器进行对抗。

第一种虽然提供了实弹射击感受,但普通标靶,外加激光盲扫模拟的蓝军基本没有智能化,缺乏感知、认知能力;与实际战场训练逻辑相差较大。

第二种红蓝对抗产品有效的模拟了红蓝军对抗过程,实现了多种训练科目;但此类产品功能的重点在于模拟对抗过程,对抗态势分析;士兵的实弹、真实战场感受较弱。

国内标靶起步较晚,但经些年发展很快,在诸多基础标靶领域有多种产品可选。但国内的标靶多为功能单一,满足特定的训练项目用,一般只能被动的接受士兵射击训练,可以满足一般的射击训练需求。

随着国际大环境的变化,国家强军目标的推进,我们需要更加智能化,更加符合战场环境,更加贴近实际战争的训练效果。

当前,市场可选的标靶几乎都只有被动受弹,没有反向攻击能力。市场上,也有部分红蓝对抗系统,但大多为激光模拟对抗,没有实弹体验。有少数厂家开发出功能较为单一的反向攻击系统,标靶接收受弹,外置反向攻击装置,通过激光360°连续扫描实现,但这种方式和战场实际情况差别很大。

发明内容

本发明的目的是提供一种真实战场模拟对抗系统。

为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:

一种真实战场模拟对抗系统,包括模拟方、训练方、战场模拟部分和总控系统;

模拟方,包括可以侦测战场态势的智能标靶;所述智能标靶能够识别训练方意图,并根据设定策略和难易程度,通过激光模拟对抗训练方进攻或者按照预定科目实现自主进攻;

训练方,具有单人装备,包括用于接收激光模拟设计的穿戴马甲和头盔;报警用的声光设备和烟雾设备;激光模拟发射枪支;以及无线数据通信终端;还包括不同部位的感应接收护具,实现命中不同部位不同受伤程度或阵亡;

战场模拟部分,包括战场仿真器和人体感应单元;战场仿真器用于模拟战场的声、光、电环境;人体感应单元用于触发智能标靶和战场仿真器;

总控系统,显示

整体态势图和战场情况;根据战场评判逻辑对受伤情况、阵亡情况和受伤战斗力限制进行评判。

本发明技术方案的进一步改进为:人体感应单元布置在战场的敏感线路上。

本发明技术方案的进一步改进为:战场仿真器设备包括战场模拟控制器,以及与战场模拟控制器连接且可触发的发烟弹、电雷管、震爆弹和声光弹。

本发明技术方案的进一步改进为:智能标靶包括标靶水平运动机构、用于受弹的靶板以及控制靶板起倒的起倒机构和控制靶板旋转的旋转机构;在靶板上端设置包括视觉系统、听觉系统和激光对抗装置的反向攻击系统;还包括模仿颈部的云台;视觉系统和激光对抗装置均设置在云台上;还包括标靶控制系统。

本发明技术方案的进一步改进为:视觉系统包括红外摄像头和可见光摄像头;视觉系统通过视觉识别算法发现对抗方,并识别重要部位;云台上设置能够在发现和识别对抗方后发射激光束的激光对抗装置。

本发明技术方案的进一步改进为:听觉系统为能够定位声源方向的阵列设置的声场麦克风。

本发明技术方案的进一步改进为:标靶控制系统控制标靶采用运动、旋转的方式躲避射击;标靶控制系统控制向对抗方发起攻击、冲锋;标靶控制系统控制若干台反向攻击标靶设备进行编组、编队、设定队形和变化的运动控制。

本发明技术方案的进一步改进为:总控系统设定训练科目、流程和参数;评判训练结果。

本发明技术方案的进一步改进为:人体识别单元为红外对射光栅或者红外反射传感器。

本发明技术方案的进一步改进为:还包括设置在模拟战场上的无线基站和数据集中器。

由于采用了上述技术方案,本发明取得的技术效果有:

本发明的模拟系统通过加入了人体感应单元和战场仿真器,使人体感应单元和战场仿真器有机联系,模拟真实的动态战场。相比普通的红蓝对抗注重训练模拟对抗过程,对抗态势分析;本系统通过设定人体感应单元检测到指定物体通过后按照设定逻辑,触发战场仿真器动作,能够模拟战场环境,大大提升了对抗训练的实弹感受。

本系统模拟的战场环境更加接近真实的战场,该系统能够模拟动态的战场,效果逼真,训练效果好,娱乐性好。

本发明通过为智能标靶提供视觉系统、听觉系统以及激光对抗装置,从而形成了智能反向攻击系统,能够模拟蓝方模拟人类的感官去感知战场情况,分析判断后进行反击,符合实际的战场逻辑,提供安全、智能、实弹战场感受的训练。

本发明的反向攻击标靶设置履带底盘作为标靶的行走机构,能够适应于在各种地面行走,适合全地形行走,适合于各种训练场地的使用。

本发明的反向攻击标靶设置箱体集成设置旋转机构和起倒机构,能够带动靶板进行平面上的旋转和竖直面内的起倒;这样能够使靶板进行旋转和起倒来模拟人类的规避动作,躲避对方的攻击,更加真实地模拟对抗一方的真实情况。旋转机构使用推力球轴承以及步进电机实现,动作可靠,转动流畅。起倒机构使用起倒电机驱动转轴并带动靶板的支架,实现在竖直面内的90°起倒。起倒电机采用直流蜗轮蜗杆电机驱动靶板进行90°起倒,能够在较小的安装空间内提供可靠的动作驱动。

本发明的反向攻击标靶靶板上端设置包括视觉系统、听觉系统和激光对抗装置的反向攻击系统。视觉系统采集视觉信息,分析视觉范围内是否有人并传递给标靶的控制系统选择是否攻击。听觉系统采集听觉信息,分析附近范围内是否有人并且传递给标靶的控制系统选择是否攻击。反向攻击系统能够模拟人类的发现目标以及攻击目标的过程。视觉系统包括红外摄像头和可见光摄像头两种摄像头,红外摄像头探测到红外线作为识别信息;可见光摄像头探测到人体的光学影像作为识别信息。两种摄像头保证视觉系统的可靠性以及敏感性。视觉系统能够通过所收集到的视觉信息,通过视觉识别算法发现对抗方,并识别重要部位;控制激光对抗装置进行反向攻击。激光对抗装置根据位置、距离、暴露部位和对抗难度,发射激光束攻击对抗方。听觉系统为能够定位声源方向的阵列设置的声场麦克风。通过设置听觉系统,更加真实的模拟人体机能,通过声音信息判断视线范围以为的对抗方的情况。

本发明使用的智能反向攻击标靶,能够实现反向攻击,更加真实地模拟战场对抗的实际情况。

附图说明

图1是本发明对抗系统示意图;

图2是本发明智能标靶示意图;

其中,1、靶板,2、箱体,3、激光对抗装置,4、云台,5、履带底盘,6、推力球轴承,7、转轴,8、支架,9、红外摄像头,10、可见光摄像头。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置有”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明是一种真实战场模拟对抗系统,用于战场模拟或者军事娱乐对抗游戏,该系统能够更加真实的模拟战场情况。

该系统主要包括模拟方、训练方、战场模拟部分和总控系统。

其中,模拟方包括可以侦测战场态势的智能标靶,该智能标靶实际上模拟的是人类。所述智能标靶能够识别训练方意图,并根据设定策略和难易程度。智能标靶具有激光对抗装置,能够发射激光进行反向攻击。通过激光模拟对抗训练方进攻或者按照预定科目实现自主进攻。

该系统的训练方是参加训练的人,或者是参加娱乐游戏的人。训练方具有模拟战场武器装备的单人装备。所述单人装备主要包括穿戴设备、报警设备、武器设备和通讯设备。其中,穿戴设备包括用于接收激光模拟设计的穿戴马甲和头盔,激光打在马甲或头盔上被感应到后能够判断受伤或阵亡状态。报警设备为报警用的声光设备和烟雾设备,在被击中后根据击中的部位进行相应的报警。激光模拟发射枪支,能够发射激光束,相当于是枪发射子弹。无线通讯设备就是无线数据通信终端,通常是单兵电台等设备。通常还包括能够穿戴在不同部位的感应接收护具,通过在不同部位佩戴感应接收护具,实现命中不同部位,不同受伤程度或阵亡。进一步的,单兵装备还包括用于战场态势显示、分析及地图显示的定位终端,还包括无线数据通信系统。定位终端是北斗导航或者GPS 导航的应用。在此使用的枪支为60mW的激光模拟射击枪支。

单人装备的穿戴马甲、头盔以及护具上均设置激光接收器,激光接收器布局在,头,胸身,手臂,腿部等28个位置,可以接收到不同部位的中单情况,同时马甲中安装有北斗/GPS定位模块,实时上报位置,另外配置多个震动器,用于提供中弹反馈,头盔的发烟装置在士兵阵亡后发烟。另外,还包含锂电池,以及无线通讯模块等其他设备。

该系统的战场模拟部分具有更加真实的模拟设备,能够尽最大程度的还原真实的战场情况。战场模拟部分包括战场仿真器和人体感应单元;战场仿真器用于模拟战场的声、光、电环境;人体感应单元用于触发智能标靶和战场仿真器。具体的是,战场仿真器设备包括战场模拟控制器,以及与战场模拟控制器连接且可触发的发烟弹、电雷管、震爆弹和声光弹。所述人体感应单元安装在场地上的重要通道位置和战场的敏感线路上,用于检测关键部位人员通过,并触发战场模拟设备。将人体感应单元安放在战场上的一些通道上,用于感知人体的是否通过,进而控制战场模拟设备的动作。通过人体感应单元的引入,能够使战场模拟设备更好地发挥作用,通过对方来引入战场模拟设备的触发,真实性好,逻辑性好,能够使对抗系统实现千变万化的战场模拟。人体感应单元采用相应的传感器,10-150米的距离选用的是红外对射光栅方案,室外阳光干扰小,方便布置对位。近距离可以选用红外反射传感器,设备简单,易操作。人体识别单元内部,集成锂电池和无线通讯模块,实时上报感应情况。

战场仿真器的各种模拟设备的内部设有多重防止误触发机制,以及手动起爆按钮,最大限度保证安全,同时引爆电路设有完善的过流保护机制,即使引爆后造成的引线短路,也不会引起设备损坏和其他事故,集成锂电池和无线通讯模块。

该系统具有总控系统,用于对双方态势进行显示。总控系统是整个对抗系统的大脑,相当于是演习的导演部,能够实时监控对抗双方的态势并进行逻辑判断。根据战场评判逻辑对受伤情况、阵亡情况和受伤战斗力限制进行评判。总控系统集成开放地图库,使用多线程技术,设有单独的红军态势、蓝军态势图,以及整体战场情况显示。系统连接各种设备控制,使用复杂的自有通讯协议;可以设定血量,可根据受伤情况限制战斗力等;可以导出Excel成绩表格,打印。总结总控系统的功能,主要功能如下:

1、系统控制、设定,训练科目设置,对抗参数控制。

2、具有地图系统,能够实时显示态势图,并在总控设备上实时显示。

3、自定义训练科目,参照军队士兵的各个训练科目。定义逻辑实现方式,主要是如何触发相应的设备等。

4、确定战场评判逻辑,对对抗双方的受伤情况、阵亡评判,受伤战斗力限制等进行评判。

5、进行难易设定,得分评判,能够对训练结果评定、导出、打印等。

本发明使用智能标靶作为模拟方。如果称双方为红蓝方的话,智能标靶是蓝方。智能标靶包括标靶水平运动机构、用于受弹的靶板以及控制靶板起倒的起倒机构和控制靶板旋转的旋转机构。通过设置旋转机构和起倒机构,能够实现靶板的360°旋转和90°起倒,从而实现对于规避动作的模拟。

标靶水平运动机构直接与地面接触,带动整个标靶在地面上行进或倒退,相当于是人体的腿部。在具体的实施中,将标靶水平运动机构设置为履带底盘5,所述履带底盘5是履带式的行走机构,能够适应于在各种地面行走,适合全地形行走。所述履带底盘5由电机驱动,并配置电池组为电机供应电力。履带底盘5实际上是行走的小车。

靶板1是用于模拟人身体的驱赶部分的,靶板1具有较大的可视面积在实际中,用于受弹的。通常,将靶板1采用高弹EVA材料制成,耐用性好。在具体的实施中,靶板可选精度、头、胸、身、人体模型等靶标。靶板1通过支架8安装在箱体2上,能够在箱体2上实现一些规避动作。

如图1、图2所示,箱体1安装在标靶水平运动机构上,也就是安装在履带底盘5的上端面。箱体1集成有旋转机构和起倒机构,从而能够带动靶板1进行平面上的旋转和竖直面内的起倒;这样能够使靶板1进行旋转和起倒来模拟人类的规避动作,躲避对方的攻击。在具体的实施中,旋转机构包括推力球轴承6和步进电机。将推力球轴承6水平安装在履带底盘5的上端面,箱体2安装在推力球轴承6的上端面,这样箱体2通过推力球轴承5与履带底盘5实现铰接连接,箱体2能够供在水平面内进行360°的转动。旋转机构的步进电机,驱动箱体2在推力球轴承5上转动。箱体2内部设置起倒机构,具体的是,所述起倒机构包括转轴7以及起到驱动作用的起倒电机。转轴7设置在箱体2的内部,转轴7的两端同箱体2铰接连接。起倒电机同转轴7动力连接,驱动转轴7转动。可以设置齿轮传动机构,在转轴7上套装设置从动齿轮,在起倒电机的输出轴上连接设置主动齿轮,使主动齿轮与从动齿轮啮合进行传动。转轴7的两端伸出箱体2以外,并且同靶板1的支架8连接。支架8的下端的连侧分别同转轴7的两端固定连接,支架8的上端安装设置靶板1。起倒电机可以采用直流蜗轮蜗杆电机驱动靶板进行90°起倒,能够提供可靠的动作驱动。

在靶板1上端设置包括视觉系统、听觉系统和激光对抗装置3的反向攻击系统。视觉系统用于采集视觉信息,分析视觉范围内是否有人并传递给标靶的控制系统选择是否攻击。听觉系统用于采集听觉信息,分析附近范围内是否有人并且传递给标靶的控制系统选择是否攻击。激光对抗装置3能够发射激光束进行反向攻击,相当于是模拟枪支。进一步的,在靶板1的上端设置模仿颈部的云台4,将视觉系统和激光对抗装置3均设置在云台4上。云台4能够带动视觉系统、听觉系统以及激光对抗装置3进行转动,类似于人的脖子。云台4能够在360°内转动,提高该标靶的视觉范围以及攻击范围,实现对于对抗一方的目标的扫描和跟踪。

在具体的实施中,视觉系统包括红外摄像头9和可见光摄像头10,红外摄像头9探测到红外线作为识别信息;可见光摄像头10探测到人体的光学影像作为识别信息。视觉系统能够通过所收集到的视觉信息,通过视觉识别算法发现对抗方,并识别重要部位;进一步的,控制激光对抗装置3进行反向攻击。激光对抗装置3根据位置、距离、暴露部位和对抗难度,发射激光束攻击对抗方。

在具体的实施中,听觉系统为能够定位声源方向的阵列设置的声场麦克风。通过设置听觉系统,更加真实的模拟人体机能,通过声音信息判断视线范围以为的对抗方的情况。

该智能反向攻击标靶,还包括标靶控制系统。标靶控制系统控制标靶采用运动、旋转的方式躲避射击;标靶控制系统控制向对抗方发起攻击、冲锋;标靶控制系统控制若干台反向攻击标靶设备进行编组、编队、设定队形和变化的运动控制。标靶设置无线通讯模块,便于对该智能标靶进行控制,发送控制信号。通常是900MHz的无线通讯模块,可以进行远距离,可靠的数据传输。标靶控制系统控制标靶采用运动、旋转的方式躲避射击;标靶控制系统控制向对抗方发起攻击、冲锋;标靶控制系统控制若干台反向攻击标靶设备进行编组、编队、设定队形和变化的运动控制。

总控系统设定训练科目、流程和参数;评判训练结果。

人体识别单元为红外对射光栅或者红外反射传感器。

还包括设置在模拟战场上的无线基站和数据集中器。

本发明的主要创新点包含以下3个方面:

1、相比传统红蓝对抗系统本系统的智能标靶采用了红外和光学摄像头,组成发现、识别系统,主动有效的识别红方部队,并根据策略进行打击,相比传统的激光盲扫方式,具有极大的提升,和更符合实际战场需求。相当给标靶增加了眼睛。

2、相比传统的红蓝对抗系统本系统的智能标靶设置了声源定位系统,由多个麦克风整列采集声音,并计算声源位置,从而判断红方识别攻击的方位,距离等信息。

3、相比传统的红蓝对抗系统本系统的智能标靶采用了履带式地盘,以及旋转、起倒机构,可以模拟,蓝方对攻击进行规避动作。也具有主动发起进攻的能力。

本发明的战场模拟系统,设置了智能标靶,智能标靶可以完成近似蓝军的功能,具有视觉,听觉感官,可以进行机动规避,以及主动打击能力。使得我们的智能标靶和智能红蓝军对抗系统能够模拟真正的实战对抗,极大的满足实际战场训练、对抗需求。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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