一种互动式对战靶标及控制方法

技术领域

本申请涉及军事训练技术领域，特别涉及一种互动式对战靶标及控制方法。

背景技术

射击训练是军事活动的必备科目，通过射击训练可以提高军事人员的战斗素质，进而提升团队的整体能力。传统的射击训练主要分实弹射击和模拟射击两种，实弹射击以打靶为主，通过使用真实枪械和子弹射击后再靶标上形成射击痕迹，进而体现军事人员的射击水平。这种实弹射击的方式虽然实施起来很简单，而且也贴近真实的战斗环境，但是成本比较高，而且存在一定的安全隐患。

针对实弹射击存在的问题，模拟射击采用虚拟化的场景，由军事人员面对虚拟场景使用模拟枪械进行射击训练，不但消除了安全隐患，而且设备可以重复利用，大大减小了使用成本。例如CN1702423A公开了热成像型互动射击训练系统，其采用投影机在受弹靶面上投射互动场景，训练人员根据投射的场景做出射击、躲避等动作。

然而，上述专利采用投影机投射的场景是二维平面，训练人员无法判断应该躲避的方向，进而对训练的效果造成了不利影响。

发明内容

本申请实施例提供了一种互动式对战靶标及控制方法，用以解决现有技术中平面式的投影使训练人员无法准确判断方向的问题。

一方面，本申请实施例提供了一种互动式对战靶标，包括：

显示装置，设置在训练场地中，用于显示对战场景，显示装置为多层结构，每一层均为透明显示器，多层透明显示器分别用于显示同一个对战场景的不同内容，以形成立体显示效果；

控制检测装置，包括控制单元和人员检测单元，控制单元用于对对战场景进行分解，并控制每个透明显示器显示相应的内容，人员检测单元相对于显示装置设置，人员检测单元用于检测训练人员面对对战场景做出躲避动作时的位置；

模拟枪械，用于响应训练人员的操作在显示装置上形成射击点；

位置检测单元，用于检测射击点在显示装置上的位置；

控制单元根据人员检测单元检测得到的位置数据和位置检测单元检测得到的位置数据确定训练人员的训练成绩。

另一方面，本申请实施例还提供了一种互动式对战靶标的控制方法，包括：

对对战场景进行分解，并控制每个透明显示器显示相应的内容，以形成立体显示效果；

检测训练人员面对对战场景做出躲避动作时的位置；

响应训练人员的操作在显示装置上形成射击点；

检测射击点在显示装置上的位置；

根据人员的位置数据和射击点的位置数据确定训练人员的训练成绩。

本申请中的一种互动式对战靶标及控制方法，具有以下优点：

采用多层设置的透明显示器将原本以平面的方式展示的对战场景，以立体的方式展示出来，使训练人员能够及时做出准确的判断和应对，提高了训练效果。

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互动式对战靶标的组成示意图；

图2为本申请实施例提供的显示装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的位置检测单元的内部结构示意图；

图4为本申请实施例提供的光纤组件及光的传播路线示意图；

图5为本申请实施例提供的控制检测装置的结构示意图。

附图标号说明：100-显示装置，110-透明显示单元，120-位置检测单元，121-光纤组件，122-入射口，130-显示底座，200-控制检测装置，210-控制单元，211-放置孔，220-信号发射单元，230-信号接收单元，300-人员检测装置。

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1-5为本申请实施例提供的一种互动式对战靶标的结构示意图。本申请实施例提供了一种互动式对战靶标，包括：

显示装置100，设置在训练场地中，用于显示对战场景，显示装置100为多层结构，每一层均为透明显示器，多层透明显示器分别用于显示同一个对战场景的不同内容，以形成立体显示效果；

控制检测装置200，包括控制单元210和人员检测单元，控制单元210用于对对战场景进行分解，并控制每个透明显示器显示相应的内容，人员检测单元相对于显示装置100设置，人员检测单元用于检测训练人员面对对战场景做出躲避动作时的位置；

模拟枪械，用于响应训练人员的操作在显示装置100上形成射击点；

位置检测单元120，用于检测射击点在显示装置100上的位置；

控制单元210根据人员检测单元检测得到的位置数据和位置检测单元120检测得到的位置数据确定训练人员的训练成绩。

示例性地，显示装置100可以设置在训练场地的边缘，其可以通过数据线缆与控制单元210连接，而控制检测装置200则设置在训练场地的中央，且正对显示装置100。训练人员可以手持模拟枪械站在靠近人员检测单元的位置，在对战场景下做出射击或躲避的动作，具体地，如果对战场景中的情景对训练人员没有威胁，训练人员可以站在原地不动并操作模拟枪械以做出射击的动作，如果对战场景中的情景对训练人员存在威胁，训练人员可以移动至人员检测单元后方，以模拟躲避动作。

由于本申请中的显示装置100采用多个透明显示器层叠设置，当多个透明显示器分别显示同一个对战场景的不同内容时，训练人员站在正对显示装置100的位置观看即可将多个透明显示器的内容叠加起来，形成完整的对战场景。而由于每个透明显示器和训练人员的距离并不相同，因此训练人员从不同角度观看时，感受到的效果也不相同，进而模拟了立体显示的效果，训练人员通过这种立体显示可以判断对战场景中危险源，例如敌方单位的枪支指向方向，进而准确的做出射击或躲避的动作。

控制单元210为柜式结构，其内部设置有控制器。在本申请的实施例中，人员检测单元连接在控制单元210的外侧面，使控制检测装置200整体形成U型结构。

进一步地，还可以在训练场地中设置人员检测装置300，该人员检测装置300的结构和作用均与上述的人员检测单元相同，不同之处仅在于人员检测装置300不与控制单元210连接，且人员检测装置300和人员检测单元之间存在一定距离，使训练人员在训练过程中能够进出人员检测单元和人员检测装置300围成的区域。进一步地，训练场地中可以设置多个人员检测装置300，该多个人员检测装置300之间的距离均相同，且都处在与显示装置100平行的水平线上。

模拟枪械上可以设置发光单元，该发光单元可以在扳机的控制下发光，并使发射的光照射在显示装置100上。发光单元发出的光可以为可见光或不可见光，本申请实施例中优选为不可见光，以使位置检测单元120检测射击点的位置时能够比较容易得和显示装置100发出的可见光分开。

进一步地，为了节省能源，还可以在模拟枪械上设置通信单元，当模拟枪械的扳机被触发后，可以通过通信单元以无线通信的方式向控制单元210发送启动信号，控制单元210在该启动信号的作用下启动位置检测单元120，使位置检测单元120仅在训练人员射击后才采集射击点的位置，而不需要持续工作。

进一步地，还可以在模拟枪械上设置切换按键，当一个对战场景播放完毕后，训练人员可以通过切换按键切转至下一个对战场景，以确保训练的连贯性。

当训练人员完成训练后，控制单元210可以将训练过程中训练人员做出躲避动作时的位置和做出射击动作时射击点的位置进行汇总分析，综合确定训练人员的训练成绩。

具体地，每个对战场景均提前设定了被击中区域，该被击中区域可以具体到相对于显示装置100的距离和角度范围，由于人员检测单元和人员检测装置300在训练场地中相对于显示装置100的距离和角度均已知，因此当被击中区域覆盖了人员检测单元和人员检测装置300的某些区域时，根据人员检测单元和人员检测装置300是否检测到训练人员以及训练人员相对于人员检测单元和人员检测装置300的位置即可确定训练人员是否处在被击中区域中。如果训练人员处在被击中区域中，可以记为一定的成绩，如果训练人员没有处在被击中区域中，可以记为另外的成绩。而对于射击点的位置，可以根据每个对战场景中有效命中区域的位置确定射击点的成绩。将训练人员躲避产生的成绩和射击点的成绩进行组合，例如相加或加权求和，即可得到最终的训练成绩。

在一种可能的实施例中，显示装置100包括透明显示单元110和显示底座130，透明显示单元110采用透明显示器，且数量为多个，多个大小相等的透明显示单元110依次层叠设置，多个透明显示单元110设置在显示底座130上，显示底座130用于控制透明显示单元110的显示内容。

示例性地，由于透明显示单元110本身具有一定厚度，因此多个透明显示单元110层叠设置在一起后，每个透明电视单元110分别显示不同的内容，就可以将对战场景投射在具有一定大小的三维空间中，形成立体显示效果。进而使训练人员从不同的角度观看能够获得不同的信息，以辅助训练人员进行准确的判断。

应理解，透明显示单元110的成本较高，虽然透明显示单元110的数量越多模拟得到的立体显示效果越好，但是鉴于成本考虑，应将透明显示单元110的数量控制在一定范围内，本申请实施例优选的数量为5-7个。

在一种可能的实施例中，位置检测单元120设置在一个透明显示单元110的表面，且位置检测单元120的形状和大小与透明显示单元110的形状和大小相同，位置检测单元120包括光纤组件121，光纤组件121的相邻两侧设置有信号检测单元，信号检测单元与控制单元210通信连接。

示例性地，由于位置检测单元120仅用作对射击点位置的检测，结构相较于透明显示单元110简单，因此厚度也小于透明显示单元110，其可以设置在多个透明显示单元110层叠设置后的一外侧面上，也可以夹在任意两个透明显示单元110之间。

位置检测单元120中的光纤组件121可以夹在前后相对设置的透明保护层，例如透明塑料或透明玻璃之间，以对光纤组件121进行定型，形成横竖交替的结构。

应理解，本申请实施例中的光纤组件121用于将从任意方向射入的光向水平和竖直方向传导，因此需要使光纤组件121和外层的透明保护层之间具有较为明显的反射介质层，以使光进入光纤组件121后不会因透射而传导至光纤组件121外部，确保光纤组件121内部光的强度。

在本申请的实施例中，光纤组件121包括多个水平且等间距排列的水平光纤和竖直且等间距排列的竖直光纤，且水平光纤和竖直光纤处在同一竖直平面内。由于位置检测单元120的大小和透明显示单元110的大小相同，因此光纤组件121可以布满整个透明显示单元110，以对处在透明显示单元110上任意位置的射击点进行检测。

应理解，光纤组件121中水平光纤和竖直光纤的数量可以根据需要进行调整，光纤的数量多时，可以提高射击点位置检测的分辨率，但是因为光纤的存在会导致后方，即透明显示单元110发出的光被折射或挡住，进而影响显示的亮度和清晰度，而当光纤的数量少时，虽然射击点位置的检测分辨率相对较低，但是对显示效果的影响不大。

进一步地，水平光纤和竖直光纤在交汇处具有入射口122。该入射口122可以为真空状态，当光穿过透明保护层进入到入射口后，能够被反射至水平光纤和竖直光纤中，在水平光纤和竖直光纤内部经过多次反射后，可以传输至水平光纤和竖直光纤的末端。而光纤组件121的相邻两端，例如右侧和底部均设置有对应每个光纤的信号检测单元，当光纤将光传输至末端后，信号检测单元可以检测到光信号，进而将光信号转换为电信号，并发送给控制单元210，控制单元210根据发送电信号的信号检测单元的位置即可确定射击点在位置检测单元120上的位置。

在一种可能的实施例中，控制单元210对对战场景进行分解时，首先对对战场景的图像进行分析，确定图像中每个点的空间位置，然后根据每个点的空间位置将图像划分为多层子图像，每个透明显示器用于显示一层子图像。

示例性地，对战场景中包含了背景和前景，按照实际情况，背景和训练人员的距离大于前景和训练人员的距离，因此可以将对战场景的图像进行背景和前景的分离，并采用距离训练人员最远的透明显示单元110显示背景。对于前景，则可以根据遮挡关系，即距离训练人员越远的部分，遮挡越严重，对前景中每个部分的完整性进行分析，完整性越差的表明遮挡越严重，此时可以由距离训练人员较远的透明显示单元110显示，而完整性越好，例如存在敌方目标射击的场景中，敌方目标持有的枪械，特别是枪械的末端的完整性最好，表明遮挡越轻微，甚至没有遮挡，此时可以由距离训练人员较近的透明显示单元110进行显示。

在本申请的实施例中，由于透明显示单元110的数量较小，因此控制单元210在对图像进行分解时，需要根据透明显示单元110的数量设定合理的划分范围，使每一个透明显示单元110都具有一个对应的距离范围，控制单元110按照前景和背景以及前景的完整性将图像划分为层数与透明显示单元110的数量相同的子图像后，按照和训练人员的距离控制每个透明显示单元110显示对应的子图像。

在一种可能的实施例中，人员检测单元包括信号发射单元220和信号接收单元230，信号发射单元220和信号接收单元230均为竖直且相对设置的板状结构，信号发射单元220和信号接收单元230在相对的侧面上分别设置有多个信号发射器和多个信号接收器，信号发射器和信号接收器的位置一一对应。

示例性地，信号发射单元220和信号接收单元230用于发射和接收用于检测训练人员的位置的电磁信号，该电磁信号可以为可见光、不可见光或超声等信号。当训练人员处在相对应的信号发射单元220和信号接收单元230之间时，电磁信号将被训练人员阻挡，导致信号接收单元230无法接收到电磁信号。因此控制单元210可以根据信号接收单元230的接收状态不同而确定训练人员相对于人员检测单元的位置。

在一种可能的实施例中，控制单元210的外侧面上设置有放置孔211，放置孔211的内侧面上设置有充电单元，模拟枪械内部设置有电连接的电池和充电组件，充电组件的位置与充电单元匹配，当模拟枪械被放置在放置孔211中后，充电组件与充电单元配对，并对电池充电。

示例性地，充电单元和充电组件可以采用无线充电或有线充电技术对电池进行充电，当采用无线充电技术时，充电单元和充电组件均为相匹配的电磁线圈，当充电组件被放置在充电单元附近时，两个电磁线圈发生相互作用进而使充电组件一侧的电磁线圈产生感应电压，进而对电池充电。而采用有线充电技术时，可以将充电单元和充电组件设置为相互匹配的金属触点，当模拟枪械被插入放置孔211后，两组金属触点相接触进而导通电源。

本申请实施例还提供了一种互动式对战靶标的控制方法，该方法包括以下步骤：

S600，对对战场景进行分解，并控制每个透明显示器显示相应的内容，以形成立体显示效果；

S610，检测训练人员面对对战场景做出躲避动作时的位置；

S620，响应训练人员的操作在显示装置100上形成射击点；

S630，检测射击点在显示装置100上的位置；

S640，根据人员的位置数据和射击点的位置数据确定训练人员的训练成绩。

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。