一种武器投掷训练装置

技术领域

本申请涉及军事训练技术领域，特别涉及一种武器投掷训练装置。

背景技术

投掷类武器，例如手榴弹、烟雾弹、闪光弹、震撼弹等是实战中常用的武器，无论是开阔区域还是城市作战，都会使用到这些投掷类武器，因此在军事技能的训练中经常会开展武器投掷的训练。

由于投掷类武器具有一定的杀伤半径，为了避免对己方造成损伤，需要确保武器投掷的准确度，因此投掷类武器的投掷准度是训练的重点。传统的训练方法是训练人员将武器模型投掷在场地中后，由报靶人员近距离观察落点然后人工报靶，这种训练方式对报靶人员存在一定的危险性。为了节省人力成本，现有技术提出了基于机器视觉的自动化报靶技术，例如CN115695998A，该专利采用高清摄像机采集武器的飞行轨迹和落点的图像，对图像进行分析处理后，可以实现自动化的报靶。

虽然上述专利采用基于机器视觉的技术实现了投掷武器的自动报靶，节省了人力投入，但是其对高清图像的采集和处理包含了巨大的计算量，因此硬件成本较大，而且由于数据量大因此报靶的时间延迟较长，使用的体验较差。

发明内容

本申请实施例提供了一种武器投掷训练装置，用以解决现有技术中采用图像处理的方式进行投掷武器报靶存在硬件成本大和报靶时间延迟长的问题。

一方面，本申请实施例提供了一种武器投掷训练装置，包括：

模拟武器，用于模拟真实的投掷武器，模拟武器内部设置有无线发射单元，无线发射单元用于发射无线信号，无线信号中包含发射时间；

接收单元，设置在训练场地中，接收单元用于接收无线信号；

处理单元，与接收单元电连接，处理单元接收到接收单元发送的无线信号后记录接收时间，处理单元根据发射时间和接收时间确定模拟武器和接收单元之间的距离，再根据距离以及接收单元在训练场地中的位置确定模拟武器在训练场地中的位置；

显示单元，与处理单元电连接，用于显示模拟武器在训练场地中的位置。

在一种可能的实现方式中，处理单元确定模拟武器在训练场地中的多个位置，并将位置按照时间顺序依次排列，形成模拟武器在训练场地中的移动轨迹，显示单元显示移动轨迹。

在一种可能的实现方式中，显示单元还显示有靶环，模拟武器在训练场地中的位置叠加显示在靶环上，处理单元根据模拟武器的位置在靶环上的坐标确定投掷成绩，并由显示单元显示投掷成绩。

在一种可能的实现方式中，模拟武器包括外壳和设置在外壳内部的信号发射电路以及触发开关，触发开关与信号发射电路电连接，触发开关在外壳受到震动时接通信号发射电路，使信号发射电路发射无线信号。

在一种可能的实现方式中，触发开关的数量为多个，多个触发开关设置在外壳内部的多个位置，且多个触发开关均与信号发射电路电连接。

在一种可能的实现方式中，触发开关包括：绝缘壳；开关触点，数量为两个，分别设置在绝缘壳的内底面上，且开关触点和信号发射电路之间通过引线电连接；配重块，活动设置在绝缘壳内部；导电片，设置在配重块朝向开关触点的侧面上；弹性件，连接在配重块和绝缘壳的内底面之间。

在一种可能的实现方式中，信号发射电路中包含延时开关，触发开关接通后，延时开关将信号发射电路接通一段时间，使信号发射电路在接通期间持续发射无线信号。

在一种可能的实现方式中，还包括：围板，设置在训练场地中，接收单元设置在围板的侧面上，围板包括至少两个直板，两个直板的延伸方向相交。

在一种可能的实现方式中，每个直板上至少设置有两个接收单元，处理单元接收同一个直板上所有接收单元发送的无线信号后记录每个无线信号的接收时间，并提取无线信号中的发射时间，根据发射时间以及接收时间确定模拟武器和每个接收单元之间的距离，处理单元根据接收单元在直板上的位置以及模拟武器和每个接收单元之间的距离确定模拟武器和直板之间的距离，最后根据直板在训练场地中的位置以及模拟武器和直板之间的距离确定模拟武器在训练场地中的位置。

本申请中的一种武器投掷训练装置，具有以下优点：

通过无线信号发射和接收的方式确定模拟武器的位置，相比于现有技术中通过对图像的采集和处理来确定位置来说，计算量小且对硬件的要求不高，因此可以大大节省建设费用，而且较小的计算量能够大大缩短计算用时，进而提高结果输出的实时性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种武器投掷训练装置的组成示意图；

图2为本申请实施例提供的模拟武器的内部结构示意图；

图3为本申请实施例提供的触发开关的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的显示单元的显示画面示意图。

附图标号说明：100-围板，110-接收单元，200-显示单元，300-模拟武器，310-外壳，320-触发开关，321-绝缘壳，322-开关触点，323-引线，324-配重块，325-导电片，326-弹性件。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的一种武器投掷训练装置的组成示意图。本申请实施例提供了一种武器投掷训练装置，包括：

模拟武器300，用于模拟真实的投掷武器，模拟武器300内部设置有无线发射单元，无线发射单元用于发射无线信号，无线信号中包含发射时间；

接收单元110，设置在训练场地中，接收单元110用于接收无线信号；

处理单元，与接收单元110电连接，处理单元接收到接收单元110发送的无线信号后记录接收时间，处理单元根据发射时间和接收时间确定模拟武器300和接收单元110之间的距离，再根据距离以及接收单元110在训练场地中的位置确定模拟武器300在训练场地中的位置；

显示单元200，与处理单元电连接，用于显示模拟武器300在训练场地中的位置。

示例性地，模拟武器300可以采用圆柱状结构，其具体的形状、大小、重量以及重心位置均需要和真实的投掷武器相似或相同，以使训练得到的肌肉记忆能够直接应用于实际作战。

模拟武器300内部的无线发射单元可以发射诸如蓝牙、WiFi等在内的无线信号，该无线信号被发射后能够在空间内向各个方向传播，因此无论模拟武器300和接收单元110是否正对，无线发射单元发射的无线信号均能够被接收单元110接收到。在本申请的实施例中，无线发射单元主要包括信号发射电路，该信号发射电路中具有计时单元，该计时单元能够提供高精度，通常为微秒级的当前时间，信号发射电路将当前时间编码为脉冲信号后，将该脉冲信号以无线信号的方式发射出去。接收单元110接收到无线信号后，将其发送给处理单元，处理单元在接收到每个无线信号时均记录当前时间，即接收时间，因此将接收时间和发射时间作差即可得到无线信号在空间中的传输时间，结合该传输时间以及无线信号的传输速度，即光速即可得到模拟武器300和接收单元110之间的距离。

进一步地，接收单元110的数量需要至少为四个，这至少四个接收单元分为两组，即每组至少包括两个接收单元110，每组接收单元110用于确定模拟武器300在一个方向的距离数据，因此通过两组接收单元110可以确定模拟武器300在两个方向，例如X轴和Y轴上的距离数据。由于接收单元110提前设置在了训练场地中，因此其在训练场地中的位置是可以确定的，该位置数据预先存储在处理单元中，处理单元结合模拟武器300在两个方向上的距离数据即可确定其在训练场地中的位置，该位置可以采用基于训练场地建立的直角坐标系中的坐标表示。

在一种可能的实施例中，处理单元确定模拟武器300在训练场地中的多个位置，并将位置按照时间顺序依次排列，形成模拟武器300在训练场地中的移动轨迹，显示单元200显示移动轨迹。

示例性地，由于无线发射单元按照一定的时间间隔发射无线信号，因此模拟武器300从被抛出导致落地后的滚动，直到最后停止滚动，处理单元将持续计算模拟武器300的位置。模拟武器300在整个移动过程中，可以根据所处位置大致分为空中和地面两种状态，空中状态包括模拟武器300被抛出后飞行以及接触地面后弹起，当模拟武器300处在空中状态时，由于模拟武器300和接收单元110之间的实际距离大于模拟武器300在地面上的投影和接收单元110之间的距离，因此本申请的处理单元将在一个方向上，例如X轴上采用两组接收单元110计算实际距离，两组接收单元110的设置方向需要保持平行，处理单元根据计算得到的实际距离以及两组接收单元110之间的距离可以确定模拟武器300所处的高度，结合该高度可以确定模拟武器300在训练场地中的投影位置，因此显示单元200上显示的位置为该投影位置。而当模拟武器300处在地面状态时，处理单元计算得到的位置即为模拟武器300的真实位置。

在一种可能的实施例中，显示单元200还显示有靶环，模拟武器300在训练场地中的位置叠加显示在靶环上，处理单元根据模拟武器300的位置在靶环上的坐标确定投掷成绩，并由显示单元200显示投掷成绩。

示例性地，如图4所示，模拟武器300的位置以点显示在靶环上，处理单元计算得到的多个位置之间则以虚线连接，因此由虚线连接的多个位置点即形成了移动轨迹。由于移动轨迹包含了多个位置点，在计算训练人员的投掷成绩时，可以仅按照最后一个位置点和靶心之间的距离计算投掷成绩，距离越近则成绩越高，也可以按照最后多个，例如最后三个或五个位置点和靶心之间的距离平均值计算投掷成绩。

在一种可能的实施例中，模拟武器300包括外壳310和设置在外壳310内部的信号发射电路以及触发开关320，触发开关320与信号发射电路电连接，触发开关320在外壳310受到震动时接通信号发射电路，使信号发射电路发射无线信号。

示例性地，由于模拟武器300在被抛出到在地面上停止滚动的整个过程中一直在发射无线信号，相应地，处理单元和显示单元200也需要持续工作，因此对模拟武器300、处理单元和显示单元200的工作压力比较大，而模拟武器300在接触地面之前的轨迹并不重要，因此本申请在模拟武器300内部加入了触发开关320，只有模拟武器300接触并和地面碰撞后，触发开关320才会被接通，进而使信号发射电路开始工作，以发射无线信号。相应地，处理单元和显示单元200也会在模拟武器300接触并和地面碰撞后才开始工作。

在一种可能的实施例中，触发开关320的数量为多个，多个触发开关320设置在外壳310内部的多个位置，且多个触发开关320均与信号发射电路电连接。

示例性地，如图2所示，触发开关320分别设置在外壳310的头部、尾部和两个侧面上，且这多个触发开关320以多个角度设置，通过多个数量和多个角度的触发开关320可以使模拟武器300以任何角度与地面接触时，均保证有至少一个触发开关320被接通，进而使信号发射电路通电开始工作。

当采用多个触发开关320时，多个触发开关采用并联的方式与信号发射电路电连接，因此任意一个触发开关320被接通时，均可以使信号发射电路通电工作。

在一种可能的实施例中，触发开关320包括：绝缘壳321；开关触点322，数量为两个，分别设置在绝缘壳321的内底面上，且开关触点322和信号发射电路之间通过引线323电连接；配重块324，活动设置在绝缘壳321内部；导电片325，设置在配重块324朝向开关触点322的侧面上；弹性件326，连接在配重块324和绝缘壳321的内底面之间。

示例性地，如图3所示，绝缘壳321采用绝缘材料，例如塑料或橡胶制成，配重块324的横向截面与绝缘壳321的横向截面形状相同且大小匹配，因此配重块324仅能在绝缘壳321内部沿其轴向滑动。弹性件326可以采用螺旋弹簧和弹性片，其提供配重块324远离开关触点322的弹力，因此在非接通状态下，配重块324被弹力推开，使导电片325不与开关触点322接触，使触发开关320处在断开状态。而当模拟武器300撞击地面时，绝缘壳321及其上的开关触点322能够在极短的时间内静止，而配重块324及其上的导电片325将在惯性作用下继续移动，进而压缩弹性件326，当导电片325移动至与开关触点322接触时，整个触发开关320被接通。当配重块324和导电片325的惯性消失后，弹性件326重新将配重块324和导电片325弹开，进而使触发开关320断开。

在一种可能的实施例中，信号发射电路中包含延时开关，触发开关320接通后，延时开关将信号发射电路接通一段时间，使信号发射电路在接通期间持续发射无线信号。

示例性地，由于模拟武器300在接触地面后还会滚动一段距离，因此延时开关在接通后的数秒至十数秒内保持接通状态，以使信号发射电路也一直通电工作，进而发射无线信号。当采用延时开关时，多个触发开关320并联后再与延时开关并联，当触发开关320被接通后，延时开关中的储能电容立即开始充电，而当触发开关320断开后，储能电容开始放电，作为电源在短时间内对信号发射电路供电，起到延时工作的作用。

在一种可能的实施例中，还包括：围板100，设置在训练场地中，接收单元110设置在围板100的侧面上，围板100包括至少两个直板，两个直板的延伸方向相交。

示例性地，两个直板相互垂直连接，且接收单元110设置在直板上朝向模拟武器300的投掷区域的侧面上，以便于接收模拟武器300触地后发射的无线信号。

在一种可能的实施例中，每个直板上至少设置有两个接收单元110，处理单元接收同一个直板上所有接收单元110发送的无线信号后记录每个无线信号的接收时间，并提取无线信号中的发射时间，根据发射时间以及接收时间确定模拟武器300和每个接收单元110之间的距离，处理单元根据接收单元110在直板上的位置以及模拟武器300和每个接收单元110之间的距离确定模拟武器300和直板之间的距离，最后根据直板在训练场地中的位置以及模拟武器300和直板之间的距离确定模拟武器300在训练场地中的位置。

示例性地，由于一个直板上的两个接收单元110的距离固定，因此在处理单元计算得到模拟武器300和两个接收单元110之间的距离后，三个距离值形成一个三角形，确定该三角形后，以模拟单元300所在的位置为顶点，以两个接收单元110之间的连线为底边，计算该三角形的高，即模拟武器300和两个接收单元110所在的直板之间的距离，将该距离记为模拟武器300在一个方向，例如X方向上的位置。采用相同的方法可以确定模拟武器300在另一个方向，例如Y方向上的位置。最后，结合直板在训练场地中的位置，即直板在基于训练场地建立的直角坐标系中的坐标，即可确定模拟武器300在训练场地中的坐标。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。