一种基于智能靶标的虚实一体训练系统和方法技术方案

本申请涉及一种基于智能靶标的虚实一体训练系统和方法。所述系统包括：外场设备单元、适配器单元、虚兵单元、数据通信中间件和毁伤裁决单元；外场设备单元包括智能靶标和实兵装备；适配器单元包括靶标适配器和实兵适配器；虚兵单元包括靶标虚兵代理模型和纯虚兵模型；外场设备单元与适配器单元通信连接，适配器单元、虚兵单元和毁伤裁决单元分别与数据通信中间件通信连接；实兵装备通过实兵适配器接入系统，实现虚兵对实兵的感知和打击；靶标虚兵代理模型通过靶标适配器将智能靶标作为其在现实中的代理，实现了实兵对虚兵的感知和打击。采用本发明专利技术系统，能够使对抗训练虚实结合得更紧密，训练的逼真度更高、演训的效果更明显。演训的效果更明显。演训的效果更明显。

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能靶标的虚实一体训练系统和方法


[0001]本申请涉及基于模拟对抗训练
，特别是涉及一种基于智能靶标的虚实一体训练系统和方法。

技术介绍

[0002]虚实一体化联合模拟对抗军事训练中的虚是指虚拟兵力，即计算机生成兵力，是在计算机上运行的、可控的，模拟实际装备或兵力的仿真实体，其行为决策由计算机程序控制。实是指实兵实装，即参与训练的单兵和武器模拟装备，其行为决策由人自主控制。目前在军事训练中靶标一般作为实兵装备，由人直接操控或通过遥控装置控制，靶标只能被实兵感知和打击。在虚实一体化训练中首先要解决的问题是虚、实兵力互相感知和打击。
[0003]目前虚兵对实兵的感知可通过在实兵装备上安装各类传感器，实时获取实兵状态数据，再通过实兵系统的后台数据服务器发送给虚兵系统，从而实现虚兵对实兵的感知。虚兵感知到实兵后对实兵的打击数据通过后台服务器计算裁决后，发送给实兵装备。这种方式需要对实兵后台服务器和虚兵系统进行改造，以保障各自系统交互数据接口的一致，其耦合性较高，以后升级改造的成本较大。
[0004]实兵对虚兵的感知和打击，目前技术比较先进的方式是实兵佩戴AR眼镜，通过AR系统后台数据服务器把虚兵信息接入到AR眼镜中显示，同时在实兵武器装备中配置各类传感器，通过实兵后台服务器把武器装备的打击数据计算处理后发送给虚兵。但是目前AR成像技术尚不成熟，处于持续发展更新阶段，其对周围环境和天气的要求较高，而且定位精度不高、稳定性差。AR技术应用于虚实一体军事训练具有对抗训练的逼真度不高、演训的效果不明显等缺点。
[0005]目前既能实现虚、实兵力互相感知和打击又具备较强实用性和稳定性的虚实一体训练系统较为少见。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于智能靶标的虚实一体训练系统和方法。
[0007]一种基于智能靶标的虚实一体训练方法，所述系统包括：
[0008]外场设备单元、适配器单元、虚兵单元、数据通信中间件和毁伤裁决单元；所述外场设备单元包括智能靶标和实兵装备；所述适配器单元包括靶标适配器和实兵适配器；所述虚兵单元包括靶标虚兵代理模型和纯虚兵模型；
[0009]所述外场设备单元与所述适配器单元通信连接，所述适配器单元、所述虚兵单元和所述毁伤裁决单元分别与所述数据通信中间件通信连接；
[0010]所述毁伤裁决单元用于从所述数据通信中间件上订阅打击交互，对所述打击交互进行毁伤评估和裁决计算，得到毁伤裁决结果；
[0011]所述数据通信中间件用于所述适配器单元、所述虚兵单元和所述毁伤裁决单元之
间交互数据的定义和分发；所述交互数据包括智能靶标公布的直瞄打击交互、实兵装备公布的间瞄打击交互、靶标虚兵代理模型公布的打击交互、虚兵模型公布的打击交互以及毁伤裁决单元公布的毁伤裁决结果；
[0012]所述智能靶标根据靶标毁伤裁决结果更新自身毁伤状态；所述靶标毁伤裁决结果包括实兵装备输出的直瞄、间瞄打击交互以及纯虚兵模型输出的打击交互对应的毁伤裁决结果；
[0013]所述实兵装备和所述纯虚兵模型根据所述靶标虚兵代理模型输出的打击交互对应的毁伤裁决结果更新自身毁伤状态。
[0014]在其中一个实施例中，所述交互数据还包括智能靶标公布的靶标状态数据和靶标位置、实体装备公布的实兵装备位置和实兵装备状态数据、靶标虚兵代理模型公布的机动控制数据以及纯虚兵模型公布的虚兵位置和虚兵状态数据。
[0015]在其中一个实施例中，还包括：所述靶标虚兵代理模型和所述纯虚兵模型根据所述靶标位置、实兵装备位置和虚兵位置以及自身位置，实时构建当前场景下所有兵力位置的kd
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Tree，搜索指定范围内的邻近兵力；若在预设的有效攻击范围内检测到非友方兵力时，按照预先设置的优先级和当前的地形通视情况，自主选择所述非友方兵力进行打击，并向所述数据通信中间件公布打击交互。
[0016]在其中一个实施例中，还包括：所述靶标虚兵代理模型分别根据当前所述智能靶标公布的靶标位置和靶标状态数据，更新自身位置和毁伤状态。
[0017]在其中一个实施例中，所述靶标适配器包括靶标UDP数据通信子线程、中间件TCP通信子线程、协议转换模块、靶标状态哈希表和靶标
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模型映射表；所述靶标UDP数据通信子线程用于遵循智能靶标的通信协议进行数据通信，包括实时接收智能靶标上传的靶标位置数据、靶标状态数据、直瞄打击数据以及实时发送协议转换后的毁伤裁决结果和机动控制数据给智能靶标；所述中间件TCP通信子线程用于遵循数据通信中间件的通信架构和协议进行数据通信，包括实时向中间件公布经协议转换后的智能靶标位置、靶标状态数据、直瞄打击交互以及实时从中间件订阅靶标毁伤裁决结果和机动控制数据；所述协议转换模块用于所述靶标UDP数据通信子线程和所述中间件TCP通信子线程之间传输数据的实时格式转换；所述靶标状态哈希表用于保存和更新每一智能靶标的靶标位置和靶标状态数据；所述靶标状态数据包括平台机动状态数据和靶标毁伤状态数据；所述靶标
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模型映射表用于管理智能靶标和靶标虚兵代理模型的匹配关系。
[0018]在其中一个实施例中，所述实兵适配器包括实兵UDP数据通信子线程、中间件TCP通信子线程、协议转换模块和实兵状态哈希表；所述实兵UDP数据通信子线程用于遵循实兵装备的通信协议进行数据通信，包括实时接收实兵装备上传的实兵装备位置、实兵装备状态数据、间瞄打击数据以及实时发送协议转换后的毁伤裁决结果给实兵装备；所述中间件TCP通信子线程用于遵循数据通信中间件的通信架构和协议进行数据通信，包括实时向数据通信中间件公布经协议转换后的实兵装备位置、实兵装备状态数据、间瞄打击交互以及实时从数据通信中间件订阅实兵装备毁伤裁决结果；所述协议转换模块用于所述实兵UDP数据通信子线程和所述中间件TCP通信子线程之间传输数据的实时格式转换；所述实兵状态哈希表用于保存和更新每一实兵装备的实兵装备位置和实兵装备状态数据；所述实兵装备状态数据包括实兵装备毁伤状态数据。
[0019]在其中一个实施例中，所述智能靶标包括激光接收模组、4G/5G无线通信模组、卫星定位模组、机动控制模组以及毁伤状态显示模组；所述激光接收模组用于接收所述实兵装备发射的激光编码信号，根据所述激光编码信号生成直瞄打击数据；所述卫星定位模组用于实时获取靶标位置；所述靶标位置包括智能靶标当前的经纬度数据；所述4G/5G无线通信模组用于智能靶标和靶标适配器之间的实时数据通信；所述机动控制模组用于根据接收到的机动控制指令控制平台的机动和转向；所述毁伤状态显示模组用于在收到所述毁伤裁决结果后，通过声光和烟雾展现靶标的毁伤状态。
[0020]在其中一个实施例中，还包括：机动控制模组接收到所述机动控制指令后，获取智能靶标当前经纬度和目标点数组；所述目标点数组和所述机动控制指令是通过靶标适配器将所述机动控制数据的格式转换后得到的；根据所述当前经纬度和每一目标点的经纬度，实时计算机动朝向，控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于智能靶标的虚实一体训练系统，其特征在于，所述系统包括外场设备单元、适配器单元、虚兵单元、数据通信中间件和毁伤裁决单元；所述外场设备单元包括智能靶标和实兵装备；所述适配器单元包括靶标适配器和实兵适配器；所述虚兵单元包括靶标虚兵代理模型和纯虚兵模型；所述外场设备单元与所述适配器单元通信连接，所述适配器单元、所述虚兵单元和所述毁伤裁决单元分别与所述数据通信中间件通信连接；所述毁伤裁决单元用于从所述数据通信中间件上订阅打击交互，对所述打击交互进行毁伤评估和裁决计算，得到毁伤裁决结果；所述数据通信中间件用于所述适配器单元、所述虚兵单元和所述毁伤裁决单元之间交互数据的定义和分发；所述交互数据包括智能靶标公布的直瞄打击交互、实兵装备公布的间瞄打击交互、靶标虚兵代理模型公布的打击交互、虚兵模型公布的打击交互以及毁伤裁决单元公布的毁伤裁决结果；所述智能靶标根据靶标毁伤裁决结果更新自身毁伤状态；所述靶标毁伤裁决结果包括实兵装备输出的直瞄、间瞄打击交互以及纯虚兵模型输出的打击交互对应的毁伤裁决结果；所述实兵装备和所述纯虚兵模型根据所述靶标虚兵代理模型输出的打击交互对应的毁伤裁决结果更新自身毁伤状态。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交互数据还包括智能靶标公布的靶标状态数据和靶标位置、实体装备公布的实兵装备位置和实兵装备状态数据、靶标虚兵代理模型公布的机动控制数据以及纯虚兵模型公布的虚兵位置和虚兵状态数据。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，靶标虚兵代理模型和虚兵模型公布打击交互的步骤，包括：所述靶标虚兵代理模型和所述纯虚兵模型根据所述靶标位置、实兵装备位置和虚兵位置以及自身位置，实时构建当前场景下所有兵力位置的kd
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Tree，搜索指定范围内的邻近兵力；若在预设的有效攻击范围内检测到非友方兵力时，按照预先设置的优先级和当前的地形通视情况，自主选择所述非友方兵力进行打击，并向所述数据通信中间件公布打击交互。4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，在所述智能靶标根据靶标毁伤裁决结果更新自身毁伤状态之后，还包括：所述靶标虚兵代理模型分别根据当前所述智能靶标公布的靶标位置和靶标状态数据，更新自身位置和毁伤状态。5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述靶标适配器包括靶标UDP数据通信子线程、中间件TCP通信子线程、协议转换模块、靶标状态哈希表和靶标
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模型映射表；所述靶标UDP数据通信子线程用于遵循智能靶标的通信协议进行数据通信，包括实时接收智能靶标上传的靶标位置数据、靶标状态数据、直瞄打击数据以及实时发送协议转换后的毁伤裁决结果和机动控制数据给智能靶标；所述中间件TCP通信子线程用于遵循数据通信中间件的通信架构和协议进行数据通信，包括实时向中间件公布经协议转换后的智能靶标位置、靶标状态数据、直瞄打击交互以及实时从中间件订阅靶标毁伤裁决结果和机动控制数据；
所述协议转换模块用于所述靶标UDP数据通信子线程和所述中间件TCP通信子线程之间传输数据的实时格式转换；所述靶标状态哈希表用于保存和更新每一智能靶标的靶标位置和靶标状态数据；所述靶标状态数据包括平台机动状态数据和靶标毁伤状态数据；所述靶标
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模型映射表用于管理智能靶标和靶标虚兵代理模型的匹配关系。6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述实兵适配器包括实兵UDP数据通信子线程、中间件TCP通信子线程、协议转换模块和实兵状态哈希表；所述实兵UDP数据通信子线程用于遵循实兵装备的通信协议进行数据通信，包括实...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦鹏，张琪，秦龙，石超，曾俊杰，毕兴，尹全军，尹帮虎，陈松林，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：