一种基于MR的便携式单兵武器模拟训练系统技术方案

一种基于MR的便携式单兵武器模拟训练系统，包括数据服务中心、导调控制服务器、MR显控终端模块、便携式单兵仿真武器数据采集模块、WIFI模块；数据服务中心，为系统提供可靠的数据支撑；导调控制服务器实现了对MR显控终端指令的下达，引导指示用户完成相应教学模式、训练模式、考核模式下的各项任务；接收MR显控终端上报的各类数据，并将相应数据存入数据库，为回放模式提供数据源；MR显控终端模块实现接收导调控制服务器下发的指令并进行数据解析；便携式单兵仿真武器数据采集模块MR显控终端提供便携式单兵武器的实时姿态数据和按键操作数据；WIFI模块提供安全可靠的局域网络环境；具有可看到真实场景、无眩晕感、多人同时训练方便的特点。

A Portable Simulated Training System for Soldier Weapons Based on MR

【技术实现步骤摘要】
一种基于MR的便携式单兵武器模拟训练系统
本专利技术属于单兵武器模拟操作训练
，具体涉及一种基于MR的一种便携式单兵武器模拟训练系统。
技术介绍
现有的一般单兵武器模拟操作训练系统主要利用VR(虚拟现实)技术实现，VR头戴设备为全封闭式，无法看到真实场景，佩戴时间稍长有眩晕感，武器操作训练数据和体感也无法真实有效还原，导致训练效果一般，同时由于每套VR设备需要连接一台专用电脑，大量部署和多人同时训练很不方便。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于MR的便携式单兵武器模拟训练系统及其方法，具有可看到真实场景、无眩晕感、多人同时训练方便的特点。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于MR的便携式单兵武器模拟训练系统，包括数据服务中心、导调控制服务器、MR显控终端模块、便携式单兵仿真武器数据采集模块、WIFI模块；所述的数据服务中心，为系统提供可靠的数据支撑，主要包括：由环境信息、NPC信息、炮筒信息、用户信息构成的基础数据；由炮筒按键操作信息、炮弹状态信息、眼镜状态信息、指令信息构成的监控数据；由考核/训练记录信息、分数信息构成的结果数据；由炮筒与眼镜匹配关系、眼镜与用户匹配关系构成的关系数据；该数据主要是结构化的数据，采用MySQL数据库保存；所述的导调控制服务器，基于UDP协议，采用字节流+JSON的数据打包格式，主要实现了对MR显控终端指令的下达，引导指示用户完成相应教学模式、训练模式、考核模式下的各项任务；同时接收MR显控终端上报的各类数据，处理之后更新导调界面，并将相应数据存入数据库，为回放模式提供数据源；所述的MR显控终端模块，以MR设备为载体，基于UDP协议，主要实现：接收导调控制服务器下发的指令并进行数据解析；使用HololensSDK将解析后的数据渲染到相应场景，完成教学模式、训练模式、考核模式下的各项任务；对教学模式、训练模式、考核模式下产生的数据进行触发上报和实时上报，便于导调控制服务器进行记录；所述MR显控终端模块的载体，即MR设备，以心跳模式与导调控制服务器建立长连接，若导调控制服务器连续3个心跳周期未收到MR设备网络数据包，则判定导调控制服务器与该MR设备网络连接异常，推送网络连接断开的报警消息，再次收到数据包时解除异常；所述的便携式单兵仿真武器数据采集模块，所述的便携式单兵仿真武器数据采集模块包括有MCU微控制器，MCU微控制器的通讯端与无线通讯模块相连；MCU微控制器的GPIO端口与扳机按键相连；MCU微控制器的GPIO端口与五向导航按键相连；MCU微控制器的IIC接口与九轴姿态传感器相连；电源模块给上述各用电装置供电，电源模块采用锂电池。所述的WIFI模块，为整个系统数据的传输提供安全可靠的局域网络环境。所述的MR设备选用Hololens眼镜，其内置WindowsHolograpic系统，基于Windows10定制，所以Windows10UWP的通用应用程序可以在HoloLens上运行，系统功能简单，很容易上手操作。所述的便携式单兵仿真武器数据采集模块采用螺杆固定安装在便携式单兵仿真武器上。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该MR显示终端为半透式眼镜，佩戴后可以正常观看现实场景，在MR(混合现实)显示终端实现现实场景与虚拟训练信息的无缝结合，便携式单兵武器为实物仿真武器，各项功能和操作数据均可实时、正确的反馈，使训练效果更贴近真实且消除了VR技术的眩晕感。同时，由于MR显示终端佩戴方便、无线连接、无需连接专用电脑，更加适合大量部署和多人同时训练。本专利技术可以广泛应用于便携式单兵武器训练领域。附图说明图1为本专利技术系统的结构原理框图。图2为本专利技术系统便携式单兵仿真武器数据采集模块的硬件连接图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。参见图1，一种基于MR的便携式单兵武器模拟训练系统，包括数据服务中心、导调控制服务器、MR显控终端模块、便携式单兵仿真武器数据采集模块、WIFI模块。所述的数据服务中心，为系统提供可靠的数据支撑，主要包括：1)由环境信息、NPC信息、炮筒信息、用户信息构成的基础数据；2)由炮筒按键操作信息、炮弹状态信息、眼镜状态信息、指令信息构成的监控数据；3)由考核/训练记录信息、分数信息构成的结果数据；4)由炮筒与眼镜匹配关系、眼镜与用户匹配关系构成的关系数据；该数据主要是结构化的数据，采用MySQL数据库保存；所述的导调控制服务器，基于UDP协议，采用字节流+JSON的数据打包格式，主要实现了对MR显控终端指令的下达，引导指示用户完成相应教学模式、训练模式、考核模式下的各项任务；同时接收MR显控终端上报的各类数据，处理之后更新导调界面，并将相应数据存入数据库，为回放模式提供数据源；所述的MR显控终端模块，MR显控终端模块，以MR设备为载体，基于UDP协议，主要实现：1)接收导调控制服务器下发的指令并进行数据解析；2)使用HololensSDK将解析后的数据渲染到相应场景，完成教学模式、训练模式、考核模式下的各项任务；3)对教学模式、训练模式、考核模式下产生的数据进行触发上报和实时上报，便于导调控制服务器进行记录；所述MR显控终端模块的载体，即MR设备，以心跳模式与导调控制服务器建立长连接，若服务器连续3个心跳周期未收到设备网络数据包，则判定服务器与该设备网络连接异常，推送网络连接断开的报警消息，再次收到数据包时解除异常。MR设备选用Hololens眼镜，其内置WindowsHolograpic系统，基于Windows10定制，所以Windows10UWP的通用应用程序可以在HoloLens上运行，系统功能简单，很容易上手操作；所述的便携式单兵仿真武器数据采集模块，由便携式单兵武器、九轴姿态传感器、WIFI模块、MCU微控制器、辅控板、无锁自复位开关和五向导航按键组成，为MR显控终端提供便携式单兵武器的实时姿态数据和按键操作数据，包括位置、姿态、瞄具调节、开火。参见图2，MCU微控制器1的通讯端与无线通讯模块3相连；MCU微控制器的GPIO端口与扳机按键6相连；MCU微控制器的GPIO端口与五向导航按键5相连；MCU微控制器的IIC接口与九轴姿态传感器2相连；电源模块4给上述各用电装置供电，电源模块采用锂电池7。工作原理是九轴姿态传感器实时采集待测设备的原始姿态数据后，微控制MCU通过快速姿态解算算法将原始的姿态数据变换为欧拉角表示的三维姿态数据，微控制器MCU还负责实时采集扳机按键和五向导航按键的状态数据，并将三维姿态数据和按键状态数据通过WIFI模块发送给MR头盔。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MR的便携式单兵武器模拟训练系统，其特征在于，包括数据服务中心、导调控制服务器、MR显控终端模块、便携式单兵仿真武器数据采集模块、WIFI模块；所述的数据服务中心，为系统提供可靠的数据支撑，主要包括：由环境信息、NPC信息、炮筒信息、用户信息构成的基础数据；由炮筒按键操作信息、炮弹状态信息、眼镜状态信息、指令信息构成的监控数据；由考核/训练记录信息、分数信息构成的结果数据；由炮筒与眼镜匹配关系、眼镜与用户匹配关系构成的关系数据；该数据主要是结构化的数据，采用MySQL数据库保存；所述的导调控制服务器，基于UDP协议，采用字节流+JSON的数据打包格式，主要实现了对MR显控终端指令的下达，引导指示用户完成相应教学模式、训练模式、考核模式下的各项任务；同时接收MR显控终端上报的各类数据，处理之后更新导调界面，并将相应数据存入数据库，为回放模式提供数据源；所述的MR显控终端模块，以MR设备为载体，基于UDP协议，主要实现：接收导调控制服务器下发的指令并进行数据解析；使用Hololens SDK将解析后的数据渲染到相应场景，完成教学模式、训练模式、考核模式下的各项任务；对教学模式、训练模式、考核模式下产生的数据进行触发上报和实时上报，便于导调控制服务器进行记录；所述MR显控终端模块的载体，即MR设备，以心跳模式与导调控制服务器建立长连接，若导调控制服务器连续3个心跳周期未收到MR设备网络数据包，则判定导调控制服务器与该MR设备网络连接异常，推送网络连接断开的报警消息，再次收到数据包时解除异常；所述的便携式单兵仿真武器数据采集模块，所述的便携式单兵仿真武器数据采集模块包括有MCU微控制器，MCU微控制器的通讯端与无线通讯模块相连；MCU微控制器的GPIO端口与扳机按键相连；MCU微控制器的GPIO端口与五向导航按键相连；MCU微控制器的IIC接口与九轴姿态传感器相连；电源模块给上述各用电装置供电，电源模块采用锂电池。所述的WIFI模块，为整个系统数据的传输提供安全可靠的局域网络环境。...

【技术特征摘要】
1.一种基于MR的便携式单兵武器模拟训练系统，其特征在于，包括数据服务中心、导调控制服务器、MR显控终端模块、便携式单兵仿真武器数据采集模块、WIFI模块；所述的数据服务中心，为系统提供可靠的数据支撑，主要包括：由环境信息、NPC信息、炮筒信息、用户信息构成的基础数据；由炮筒按键操作信息、炮弹状态信息、眼镜状态信息、指令信息构成的监控数据；由考核/训练记录信息、分数信息构成的结果数据；由炮筒与眼镜匹配关系、眼镜与用户匹配关系构成的关系数据；该数据主要是结构化的数据，采用MySQL数据库保存；所述的导调控制服务器，基于UDP协议，采用字节流+JSON的数据打包格式，主要实现了对MR显控终端指令的下达，引导指示用户完成相应教学模式、训练模式、考核模式下的各项任务；同时接收MR显控终端上报的各类数据，处理之后更新导调界面，并将相应数据存入数据库，为回放模式提供数据源；所述的MR显控终端模块，以MR设备为载体，基于UDP协议，主要实现：接收导调控制服务器下发的指令并进行数据解析；使用HololensSDK将解析后的数据渲染到相应场景，完成教学模式、训练模式、考核模式下的各项任务；对教学模式、训练模式、考核模式下产生的数据进行触发上报和实时上报，便于导调控制服务器进行记录；...

【专利技术属性】
技术研发人员：白洋，
申请(专利权)人：西安勺子智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61