[实用新型]一种基于虚拟现实的单兵训练系统

说明书

技术领域

本实用新型属于军事训练设备，具体涉及一种基于虚拟现实的单兵训练系统。

背景技术

当前世界许多国家军队正在掀起以模拟化为标志的第二次训练革命，其中心要旨就是充分运用以计算机为核心的现代模拟技术实现军事训练的跃升，以期以最大的效费比实现战斗力的有机生成。

虚拟现实模拟训练，综合运用了虚拟现实技术，在视觉、听觉、触觉等方面为受训者生成一个极为逼真的未来战争虚拟环境，使受训者最大限度地得到近似实战化的训练，模拟未来战争的各种可能情况，使受训者最大限度地贴近实战锻炼；可以为受训者提供各种困境、危境、绝境等高危境况，全面模拟演练各种高危险性的行动，提高处理各种危险突发事件的能力。

目前世界上单兵虚拟现实训练系统大多数采用的是数个投影机将虚拟场景投影到屏幕上的方式，受训人员必须时刻注视投影屏幕，不能向其他方向看；并且由于训练场景是半封闭状态，受训人员容易受到外界环境的干扰；另外，目前单兵虚拟现实训练系统要求受训人员完成的动作很有限，几乎只限于观察、瞄准、射击等少数动作，对于受训人员的蹲下、卧倒、奔跑、跳跃、侧身、切换武器、装填弹药等更复杂但又必须的战术动作并没有在虚拟场景中进行实现。

实用新型内容

  本实用新型的目的是提供一种能够摆脱传统虚拟训练系统的投影屏幕限制，能够生成逼真的战场虚拟环境，受训者可以真实地完成实战中的动作的基于虚拟现实的单兵训练系统，以提高部队单兵虚拟训练的真实性和训练效果。

实现本实用新型目的采用的技术方案如下：基于虚拟现实的单兵训练系统包括力反馈战斗背心模块、头盔显示器模块、仿真步兵武器装备模块、数据手套模块、下肢动作识别器、无线数据终端、电脑终端；所述力反馈战斗背心模块包括力反馈战斗背心、设在力反馈战斗背心上的主控电路、与主控电路电连接的角度传感器、第一加速度传感器、无线收发模块和力反馈装置；头盔显示器模块包括头盔显示器及与之电连接的第一陀螺仪传感器、耳机；所述仿真步兵武器装备模块包括至少一种仿真武器及与之电连接的第二陀螺仪传感器或者按动开关；所述数据手套模块包括数据手套及与之电连接的第二加速度传感器；所述下肢动作识别器包括绑腿及与之电连接的第三加速度传感器；所述头盔显示器、耳机、仿真武器、数据手套和绑腿分别与反馈战斗背心上的主控电路电连接；力反馈战斗背心上的无线收发模块与无线数据终端通过无线方式电连接；无线数据终端与电脑终端通过 VGA视频接口、音频接口、USB接口电连接。

所述力反馈装置由微型空气压缩机、气阀和设置在力反馈战斗背心内侧的气囊组成。

所述仿真武器包括仿真步枪、仿真手枪、仿真匕首和仿真手雷，所述第二陀螺仪传感器包括分别与仿真步枪、仿真手枪、仿真匕首电连接的步枪陀螺仪传感器、手枪陀螺仪传感器、匕首陀螺仪传感器，仿真手雷与按动开关电连接。

所述头盔显示器模块中的头盔显示器及与之电连接的第一陀螺仪传感器和耳机用于显示音频、视频信号，并感知受训人员头部方位。

所述力反馈战斗背心上，力反馈装置安装于紧贴受训人员身体一侧，用于模拟虚拟场景中人员中弹后的疼痛感，角度传感器和第一加速度传感器用于感知受训人员身体躯干的动作和状态。

所述仿真步枪、手枪、匕首和手雷等仿真武器可方便地按照真实的步兵战术背心的弹药携带方式放置在所述力反馈战斗背心外侧相应的武器套中。所述步枪陀螺仪传感器、手枪陀螺仪传感器和匕首陀螺仪传感器用于感知仿真步枪、仿真手枪、仿真匕首等武器的指示方向和动作，所述仿真手雷由于条件限制，不必真的扔出去，仅仅用手部动作进行扔手雷的动作模拟，仿真手雷安装有按动开关，做出取手雷的动作，触动按动开关，触发扔手雷的动作。

所述数据手套模块中数据手套上的第二加速度传感器，用于检测简单的扔手雷的手部动作。

所述下肢动作识别器中的第三加速度传感器用于检测受训人员行走（用慢速原地踏步模拟），奔跑（用快速原地踏步模拟），跳跃的动作。

所述电脑终端内装有电脑驱动程序，用于将所述虚拟训练系统中各传感器接收到的受训人员动作信号，转换成对应的鼠标和键盘的动作，控制虚拟现实场景中的虚拟人物同样做出相应的动作。

所述电脑终端内装有虚拟现实数据库作为虚拟军事训练系统，由键盘和鼠标控制。为了节省成本，所述虚拟现实数据库也可以使用专业军事仿真游戏系统代替，比如美国的《美国陆军》《闪点行动》等。