警用多人交互式虚拟现实甄别射击训练系统及使用方法技术方案

本发明专利技术涉及警用甄别射击训练系统技术领域，是一种警用多人交互式虚拟现实甄别射击训练系统及使用方法，前者包括本地服务器组、至少一个单人训练单元和至少一个教师指挥单元，单人训练单元包括人体动作数据捕捉单元、模拟射击装置、第一中央处理器、通信模块、头部显示模块和音效传声模块；第一中央处理器中设置有前端系统、后端系统、评估系统，前端系统用于生成虚拟现实训练环境下的第一可视化数据信息；后端系统对前端系统生成的相对应的虚拟现实环境下虚拟事件的3D可视化信息场景的逻辑运算与判定等。本发明专利技术将虚拟现实技术应用到警用甄别射击体系中，使虚拟事件场景发生变化，最大程度的真实还原事件场景，训练逼真形象，有效的提高训练效果。

Police multi person interactive virtual reality screening shooting training system and its usage

The invention relates to the technical field of police discrimination shooting training system, which is a police multi-person interactive virtual reality discrimination shooting training system and its application method. The former includes a local server group, at least one single training unit and at least one teacher command unit. The single training unit includes a human motion data capture unit. The first CPU is equipped with a front-end system, a back-end system and an evaluation system. The front-end system is used to generate the first visual data information in the virtual reality training environment. The back-end system generates the front-end system. Logical operation and decision of 3D visual information scene of virtual events in corresponding virtual reality environment. The invention applies the virtual reality technology to the police discrimination shooting system, changes the virtual event scene, restores the event scene to the greatest extent, trains the vivid image, and effectively improves the training effect.

【技术实现步骤摘要】
警用多人交互式虚拟现实甄别射击训练系统及使用方法
本专利技术涉及警用甄别射击训练系统
，是一种警用多人交互式虚拟现实甄别射击训练系统及使用方法。
技术介绍
目前的一线公安干警培训、指挥、训练方式主要包括常规的体能训练、车辆和警用器材的熟悉和使用以及对重点单位、建筑、区域道路、执法规范等情况的熟悉掌握等。在培训中多以文字、图片、2D动画演示或者以发生的重大案情事件现场录像、图片等影像资料为主。目前警用射击训练分为迷你靶场实弹射击（实弹、彩弹），镭射射击，投影屏和实景结合射击训练三种。实弹和彩弹因为安全性原因带来的问题是不能模拟复杂的人员情况，实弹只能射击静止或移动靶子，彩弹训练人员无法穿着便装训练，无法扮演平民，所以只能训练射击精准度但无法训练不同情况的甄别判断。激光镭射系统受接收端制约模拟的精准度有限，更偏娱乐而达不到实际训练目的，如激光信号接收端被遮挡也影响效果，对训练人员的衣着穿戴也同样有限制。投影屏相对可以通过软件模拟更复杂的情况，但只能模拟二维的图像，没有沉浸感，模拟的方向性也受限。所以目前所有的射击训练模式均不能达到训练甄别射击，而判断某突发情况是否能合理开枪射击是目前警方对于处理恐爆事件所面临的最大问题。甄别射击是庞杂的警务训练体系中尤为关键的一个训练科目，甄别射击是瞬间判断是否可以对犯罪分子进行射击，目前甄别射击的训练没有很好的训练方法与技术手段来执行，例激光背心感应：此种训练方法是实际真实训练目前最具真实感的必须实人、实景、实枪结合，但警用训练仍然有很多无法被满足的训练需求；例如：1.实人穿着激光感应背心，激光感应器无法计算模拟枪弹的穿透力，激光信号会直接被第一激光感应器接收并阻隔。也就不能满足有群众在犯罪分子身后时，是否会被贯穿弹所伤，如果只是武断的按照罪犯身后有群众便不可开枪，那这种训练就过于单一且无效了，因为学员所持枪械的穿透力散布范围与犯罪份子之间的距离都是需要进行临场甄别的，这种临场经验就必须通过不断的训练进行积累才可达到。2.场地环境（涵盖天气等因素），巷战是战争中最危险的战争场地，更不用说学员每天面对的环境基本上都是街区、商场、医院、学校、地铁、村落等人员密集场所，为了让学员熟悉各种场所的环境，实景建造的成本，用地面积就需要大幅度提升，而且实际建设周期长。如果日后更新场所费用、周期就更加不可估计，并且也不可能随时在多种天气环境下训练。在现有射击训练中，无法有效做到甄别射击的训练。由于训练特殊性与成本、技术限制，无法在实际街区环境下模拟整个事件过程和突发状况。即便是展开实际甄别射击培训，也只是限于在教官形成的小规模的简易环境下，进行口诉式事态模拟与规范教导，无法真正为执法部门提供行而有效的亲身实践的机会和特定环境，场景下的突发状况等现场模拟训练的“预实践”，以及未来事件的作战方式手段与思路的论证探讨的途径；让一线干警在执法时无法从容的面对各种突发性危险与事件的应变能力。
技术实现思路
本专利技术提供了一种警用多人交互式虚拟现实甄别射击训练系统及使用方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有的模拟训练系统存在真实感差并且没有面对突发性事件的模拟场景，训练学员不能达到甄别射击的训练目的，造成模拟训练效果差的问题。本专利技术的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种警用多人交互式虚拟现实甄别射击训练系统，包括本地服务器组、通信模块、至少一个单人训练单元和至少一个教师指挥单元；单人训练单元包括人体动作数据捕捉单元、模拟射击装置、第一中央处理器、头部显示模块和音效传声模块；第一中央处理器中设置有前端系统、后端系统、评估系统，前端系统用于训练学员的登陆和教官权限配置以及用于生成虚拟现实训练环境下的第一可视化数据信息；后端系统对前端系统生成的相对应的虚拟现实环境下虚拟事件的3D可视化信息场景进行逻辑运算与判定；评估系统用于根据训练学员的甄别射击和操作情况计算训练学员的训练成绩，并进一步针对训练学员在虚拟现实环境和虚拟事件中出现的操作动作不符合预定规范和标准的情况进行评估；人体动作数据捕捉单元用于检测训练学员的肢体运动轨迹信息并将训练学员的肢体动作姿态数据发送至第一中央处理器，模拟射击装置用于将训练学员在操作武器过程中产生的枪体动作信号发送至第一中央处理器；第一中央处理器分别与头部显示模块和音效传声模块连接；教师指挥单元用于教师指挥训练学员训练并改变训练学员在虚拟现实环境下的训练场景，教师指挥单元包括控制箱体、第二中央处理器以及安装在控制箱体上的监控显示装置、操作台、输入设备、语音传输装置和扩音器，所述监控显示装置、语音传输装置和扩音器均与第二中央处理器电连接，第一中央处理器和第二中央处理器均通过通信模块与本地服务器组连接。下面是对上述专利技术技术方案的进一步优化或/和改进：上述本地服务器组包括认证服务器、数据备份服务器和数据缓存服务器；认证服务器用于对训练学员和教官的身份识别验证并根据级别设置不同的管理权限；数据备份服务器用于存储训练学员模拟训练过程中产生的各项数据字符串；数据缓存服务器用于暂存系统执行任务过程中产生的数据。上述人体动作数据捕捉单元包括头部动作捕捉采集器、连体服和战斗背夹模块，连体服上安装有动作数据捕捉控制器和多个采集人体运动轨迹数据的人体动作数据采集器，头部动作捕捉采集器和人体动作数据采集器均与动作数据捕捉控制器电连接，动作数据捕捉控制器与第一中央处理器通信连接；战斗背夹模块包括背夹和振动感应装置，在背夹的前侧面和后侧面上分别设置有多个振动感应装置，在背夹的上部安装有无线通信模块，振动感应装置通过无线通信模块与第一中央处理器通信连接。上述模拟射击装置包括射击触发装置、无线收发模块和主控制器，所述射击触发装置与主控制器电连接，主控制器与第一中央控制器通过无线收发器通信连接。上述后端系统包括训练核心系统运算单元，训练核心系统运算单元分别与第二中央处理器和本地服务器组连接。上述训练核心系统运算单元包括群众与敌人逻辑运算模块、人体动作捕捉数据运算模块、训练环境物理逻辑运算模块、武器/装备物理拟真运算模块和训练环境光影拟真运算模块。本专利技术的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种上述警用多人交互式虚拟现实甄别射击训练系统的使用方法，包括以下步骤：第一步，开始甄别射击训练，训练学员进入登录界面，若用户没有注册，则用户在登录界面上进行注册；若用户已注册，则进入第二步；第二步，认证服务器对已注册用户身份进行识别验证，若用户身份验证不通过，继续返回进行身份识别验证；若身份验证通过，则进入系统等待界面，之后进入第三步；第三步，用户进入训练系统主界面，训练系统的主界面上分别设置有教学模式选项、自主训练选项和训练内容回顾选项，若用户选择教学模式选项，则进入第四步；若用户选择自主训练选项，则进入第五步；若用户选择训练内容回顾选项，则进入第六步；第四步，用户选择教学模式选项，具体执行过程如下：（1）判断是否进入教师指挥单元，若是，则进入系统等待画面，若没有进入，则返回用户选择教学模式选项，重新选择；（2）进入VR训练教学模式，通过教师指挥单元的监控显示装置同步显示所述虚拟现实环境下的虚拟事件，教师通过系统随时改变所述虚拟现实环境下的事件、物体、角色、天气、昼夜，并产生与改变后的虚拟现实环境相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种警用多人交互式虚拟现实甄别射击训练系统，其特征在于包括本地服务器组、通信模块、至少一个单人训练单元和至少一个教师指挥单元；单人训练单元包括人体动作数据捕捉单元、模拟射击装置、第一中央处理器、头部显示模块和音效传声模块；第一中央处理器中设置有前端系统、后端系统、评估系统，前端系统用于训练学员的登陆和教官权限配置以及用于生成虚拟现实训练环境下的第一可视化数据信息；后端系统对前端系统生成的相对应的虚拟现实环境下虚拟事件的3D可视化信息场景进行逻辑运算与判定；评估系统用于根据训练学员的甄别射击和操作情况计算训练学员的训练成绩，并进一步针对训练学员在虚拟现实环境和虚拟事件中出现的操作动作不符合预定规范和标准的情况进行评估；人体动作数据捕捉单元用于检测训练学员的肢体运动轨迹信息并将训练学员的肢体动作姿态数据发送至第一中央处理器，模拟射击装置用于将训练学员的操作武器过程中产生的枪体动作信号发送至第一中央处理器；第一中央处理器分别与头部显示模块和音效传声模块连接；教师指挥单元用于教师指挥训练学员训练并改变训练学员在虚拟现实环境下的训练场景，教师指挥单元包括控制箱体、第二中央处理器以及安装在控制箱体上的监控显示装置、操作台、输入设备、语音传输装置和扩音器，所述监控显示装置、语音传输装置和扩音器均与第二中央处理器电连接，第一中央处理器和第二中央处理器均通过通信模块与本地服务器组连接。...

【技术特征摘要】
1.一种警用多人交互式虚拟现实甄别射击训练系统，其特征在于包括本地服务器组、通信模块、至少一个单人训练单元和至少一个教师指挥单元；单人训练单元包括人体动作数据捕捉单元、模拟射击装置、第一中央处理器、头部显示模块和音效传声模块；第一中央处理器中设置有前端系统、后端系统、评估系统，前端系统用于训练学员的登陆和教官权限配置以及用于生成虚拟现实训练环境下的第一可视化数据信息；后端系统对前端系统生成的相对应的虚拟现实环境下虚拟事件的3D可视化信息场景进行逻辑运算与判定；评估系统用于根据训练学员的甄别射击和操作情况计算训练学员的训练成绩，并进一步针对训练学员在虚拟现实环境和虚拟事件中出现的操作动作不符合预定规范和标准的情况进行评估；人体动作数据捕捉单元用于检测训练学员的肢体运动轨迹信息并将训练学员的肢体动作姿态数据发送至第一中央处理器，模拟射击装置用于将训练学员的操作武器过程中产生的枪体动作信号发送至第一中央处理器；第一中央处理器分别与头部显示模块和音效传声模块连接；教师指挥单元用于教师指挥训练学员训练并改变训练学员在虚拟现实环境下的训练场景，教师指挥单元包括控制箱体、第二中央处理器以及安装在控制箱体上的监控显示装置、操作台、输入设备、语音传输装置和扩音器，所述监控显示装置、语音传输装置和扩音器均与第二中央处理器电连接，第一中央处理器和第二中央处理器均通过通信模块与本地服务器组连接。2.根据权利要求1所述的警用多人交互式虚拟现实甄别射击训练系统，其特征在于本地服务器组包括认证服务器、数据备份服务器和数据缓存服务器；认证服务器用于对训练学员和教官的身份识别验证并根据级别设置不同的管理权限；数据备份服务器用于存储训练学员模拟训练过程中产生的各项数据字符串；数据缓存服务器用于暂存系统执行任务过程中产生的数据。3.根据权利要求1或2所述的警用多人交互式虚拟现实甄别射击训练系统，其特征在于人体动作数据捕捉单元包括头部动作捕捉采集器、连体服和战斗背夹模块，连体服上安装有动作数据捕捉控制器和多个采集人体运动轨迹数据的人体动作数据采集器，头部动作捕捉采集器和人体动作数据采集器均与动作数据捕捉控制器电连接，动作数据捕捉控制器与第一中央处理器通信连接；战斗背夹模块包括背夹和振动感应装置，在背夹的前侧面和后侧面上分别设置有多个振动感应装置，在背夹的上部安装有无线通信模块，振动感应装置通过无线通信模块与第一中央处理器通信连接。4.根据权利要求1或2所述的警用多人交互式虚拟现实甄别射击训练系统，其特征在于模拟射击装置包括射击触发装置、无线收发模块和主控制器，所述射击触发装置和无线收发模块均与主控制器电连接，主控制器与第一中央控制器通过无线收发器通信连接。5.根据权利要求3所述的警用多人交互式虚拟现实甄别射击训练系统，其特征在于模拟射击装置包括射击触发装置、无线收发模块和主控制器，所述射击触发装置与主控制器电连接，主控制器与第一中央控制器通过无线收发器通信连接。6.根据权利要求1至5中任一项所述的警用多人交互式虚拟现实甄别射击训练系统，其特征在于后端系统包括训练核心系统运算单元，训练核心系统运算单元分别与第二中央处理器和本地服务器组连接。7.根据权利要求6所述的警用多人交互式虚拟现实甄别射击训练系统，其特征在于训练核心系统运算单元包括群众与敌人逻辑运算模块、人体动作捕捉数据运算模块、训练环境物理逻辑运算模块、武器/装备物理拟真运算模块和训练环境光影拟真运算模块。8.一种如权利要求1至7中任一项所述的警用多人交互式虚拟现实甄别射击训练系统的使用方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，开始甄别射击训练，训练学员进入登录界面，若用户没有注册，则用户在登录界面上进行注册；若用户已注册，则进入第二步；第二步，认证服务器对已注册用户身份进行识别验证，若用户身份验证不通过，继续返回进行身份识别验证；若身份验证通过，则进入系统等待界面，之后进入第三步；第三步，用户进入训练系统主界面，训练系统的主界面上分别设置有教学...

【专利技术属性】
技术研发人员：王牧，高月，孙博文，
申请(专利权)人：乌鲁木齐涅墨西斯网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65