基本信息
- 項目名稱：
- 基于頭盔顯示器和體感技術的單兵虛擬訓練系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 作品采用虛擬現(xiàn)實的相關技術，通過佩戴在受訓人員頭盔顯示器，使其置身于虛擬的各種戰(zhàn)場環(huán)境中，并設計相應傳感器網(wǎng)絡完成對其動作的識別與反饋，從而構成一個人在回路中的、具有較強實時交互能力的模擬仿真訓練系統(tǒng)。
- 詳細介紹：
- 系統(tǒng)主要由以下四個模塊構成： 1.3D頭盔顯示器 與系統(tǒng)主機通過無線連接，呈現(xiàn)實時的虛擬戰(zhàn)場畫面，并根據(jù)內嵌的陀螺儀所感知到的頭部遠動即時調整輸出畫面，使受訓者的視野局限于虛擬場景中，不受外界環(huán)境的干擾。 2.體感技術戰(zhàn)斗服 裝有多種傳感器的戰(zhàn)斗服，以加速度傳感器和陀螺儀為主，對受訓人員跑動、臥倒、蹲下、跳躍等動作信號進行捕捉，并傳給主系統(tǒng)進行模式識別，從而完成對虛擬場景的調整和控制。 3.空中定位仿真槍 將日趨成熟的空中鼠標技術應用在訓練用槍上，使系統(tǒng)能夠隨時鎖定受訓者的槍口指向，整套系統(tǒng)更輕便實用。 4.系統(tǒng)程序及各種接口驅動 編寫腳本程序，與當前成功的實戰(zhàn)模擬類游戲進行關聯(lián)，減少數(shù)據(jù)庫開發(fā)成本，并使得硬件接口趨于通用化，方便搭設。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 本作品為方便部隊廣泛進行實戰(zhàn)背景下的單兵戰(zhàn)術訓練而設計，旨在進一步提高日常訓練水平，通過實戰(zhàn)環(huán)境下的經(jīng)常性演練，切實培育官兵過硬軍事素質，提高打贏本領。作品采用虛擬現(xiàn)實的相關技術，通過佩戴在受訓人員頭盔顯示器，使其置身于虛擬的各種戰(zhàn)場環(huán)境中，并設計相應傳感器網(wǎng)絡完成對其動作的識別與反饋，從而構成一個人在回路中的、具有較強實時交互能力的模擬仿真訓練系統(tǒng)。 其主要創(chuàng)新點包括：打破了常規(guī)仿真系統(tǒng)中控制虛擬人物的模式，采用頭盔顯示器替代傳統(tǒng)的環(huán)形屏幕，輸出畫面隨內嵌的陀螺儀所感知頭部運動即時的進行調整，讓受訓者處在一個相對封閉的虛擬場景中，盡量減少外界環(huán)境干擾，使其獲得更多切身體驗與感受。同時，自主設計的傳感器網(wǎng)絡可捕獲和識別包括受訓人員所做出的奔跑、慢走、跳躍、跪下、臥倒、側身、各方向轉向、持槍、瞄準、射擊、扔手雷等幾乎所有在真實單兵訓練場景中涉及到的動作。這些都進一步拉近了平時訓練與實戰(zhàn)的距離，填補了國內單兵戰(zhàn)術訓練方面的一項空白。 涉及到的關鍵技術有： 逼真的環(huán)境效果構設，多種動作的精確識別與反饋，即時的人機交互能力，以及多功能、可拓展與便攜性等方面的設計優(yōu)化。本系統(tǒng)既適用于單機單兵操作，也可進行聯(lián)合組網(wǎng)運行。通過良好的用戶體驗，使之達到更加貼近實戰(zhàn)的訓練效果。
科學性、先進性
- 目前，出現(xiàn)在市場上的各種單兵虛擬訓練系統(tǒng)，多采用投影的方式，將環(huán)境背景呈現(xiàn)在受訓者前方的屏幕上，此種方式簡便易行，但參訓人員處在一個開放的環(huán)境里，易受外界因素的干擾；并且在動作方面，僅支持簡單的射擊操作。 采用頭盔顯示器，使受訓人員沉浸在一個封閉的虛擬環(huán)境中，排除了外界環(huán)境的干擾，并通過陀螺儀及相關的傳感器捕獲參訓人員的運動姿態(tài)，進而對其視場做相應調整。此外，該系統(tǒng)可以對參訓人員的蹲下、臥倒、起立、躍進、換槍、瞄準、射擊等多種戰(zhàn)術動作進行仿真交互，并借助一定力反饋技術，將虛擬戰(zhàn)場中的中彈感覺表現(xiàn)出來，增強實戰(zhàn)體驗。
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 作品樣品已制作完成，達到預期設計效果，基本實現(xiàn)所述功能，并申請國家實用新型專利，正努力向產(chǎn)品轉化。
技術轉讓方式
- 愿意轉讓全部專利技術
作品可展示的形式
- 樣品、技術文檔、照片、視頻以及現(xiàn)場演示
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 本作品在相關軍事類游戲基礎上進行外圍擴展和開發(fā)，即可單機運行，又可以進行組網(wǎng)演練，系統(tǒng)架設簡單，易于操作，同時，低廉的成本，更適于做大面積的推廣。 該項目可作為我軍信息化訓練中新型單兵虛擬訓練器材，合理進行功能簡化和低成本化改造后可作為民用游戲娛樂設備，擁有創(chuàng)新性的娛樂方式，具有廣闊的市場前景。
同類課題研究水平概述
- 目前在世界范圍內虛擬現(xiàn)實模擬訓練以它獨有的高性價比得到廣泛的認可，其相應的模擬訓練器材發(fā)展也很迅猛。但當前出現(xiàn)在市場上的各種單兵虛擬訓練系統(tǒng)，多采用投影的方式，將環(huán)境背景呈現(xiàn)在受訓者前方的屏幕上，此種方式簡便易行，但參訓人員處在一個開放的環(huán)境里，易受外界因素的干擾；并且在動作方面，僅支持簡單的射擊操作，且受訓人員在虛擬場景中的中彈感覺并不能得到體現(xiàn)，真實性大打折扣。 頭盔顯示器在國外軍事裝備中運用非常廣泛。近年來頭盔顯示器在影音娛樂領域作為替代屏幕的設備得到廣泛應用，技術已經(jīng)很成熟。陀螺儀傳感器廣泛應用于角度測量等領域，是飛機、導彈的導航設備中的核心，近年來各種微型陀螺儀更是層出不窮。本項目中的虛擬軍事場景可直接利用現(xiàn)有各種成功的軍事模擬素材，只需開發(fā)相應的硬件傳感器電路和驅動程序，將捕捉到的動作進行映射即可，可移植性極強。
