一种用户班组的对抗模拟训练系统和方法与流程

本发明涉及虚拟现实及仿真，尤其涉及一种用户班组的对抗模拟训练系统和方法。

背景技术：

1、目前，传统的班组对抗训练，通常采用基于物理设备和场地进行模拟演练的方式完成，然而传统的班组对抗演习需要大量的时间、物资投入，不仅受时间、空间上的限制，训练的枯燥讲解还会降低用户的训练效率。传统的基于物理设备和场地的训练系统存在成本高昂、资源有限、灵活性不足等问题，同时还存在安全风险。

技术实现思路

1、针对传统班组对抗模拟训练系统所存在的成本高昂、资源有限、灵活性不足的问题，本发明公开了一种用户班组的对抗模拟训练系统和方法。

2、本技术实施例第一方面，公开了一种用户班组的对抗模拟训练系统，包括：

3、导调端、云服务器和参训用户端集合；

4、所述导调端，包括训练管理模块、训练实施模块、训练监控模块和综合分析评估模块，用于对用户信息和训练设备信息进行管理，对对抗模拟训练过程进行管理和控制，对已经完成的对抗模拟训练过程进行复盘回放和训练评估分析，得到用户班组的训练评估结果；所述训练实施模块，与所述训练管理模块和训练监控模块分别连接；所述训练监控模块和训练实施模块，与所述综合分析评估模块连接；

5、所述训练实施模块，用于对参加对抗模拟训练的用户班组和训练设备进行训练管理，生成对抗模拟训练环境信息，控制对抗模拟训练过程；

6、所述综合分析评估模块，用于对所接收的对抗模拟训练态势信息进行记录，得到过程文件，将所述过程文件存储在云服务器中；对已经完成的对抗模拟训练过程进行复盘回放和训练评估分析，得到用户班组的训练评估结果；

7、所述训练管理模块，用于实现对参加对抗模拟训练的用户信息和训练设备信息的管理；

8、所述云服务器，与所述导调端和参训用户端分别连接，用于存储用户信息和训练设备信息，对所接收的对抗模拟训练态势信息进行实时渲染处理，得到训练环境视频信息，将所述训练环境视频信息发送到每个参训用户端；

9、所述参训用户端集合，包括参训用户端；所述参训用户端，用于向用户显示所述训练环境视频信息，采集得到用户的训练指令，将所述训练指令发送给导调端；

10、所述用户班组，包括参加对抗模拟训练的用户。

11、所述训练实施模块，包括组训管理单元和导调控制单元；

12、所述组训管理单元，用于根据用户的设置指令，从所述训练管理模块中获取参加对抗模拟训练的用户信息和训练设备信息，利用所述用户信息，对用户班组的角色、分组和任务进行配置，得到用户训练信息；利用所述训练设备信息，对训练环境和训练科目进行配置，得到训练环境信息和训练科目信息；利用所述用户训练信息、训练环境信息和训练科目信息，生成对抗模拟训练环境信息，将所述对抗模拟训练环境信息发送至训练监控模块；

13、所述导调控制单元，用于根据用户的导调指令、任务信息和用户状态，对对抗模拟训练的过程和对抗模拟训练环境进行控制。

14、所述导调控制单元，用于根据用户的导调指令、任务信息和用户状态，对对抗模拟训练的过程和对抗模拟训练环境进行控制，包括：

15、所述导调控制单元，对用户的导调指令进行解析，得到指令解析结果；

16、当所述指令解析结果为停止时，停止对抗模拟训练过程，控制所述训练监控模块，将所述对抗模拟训练态势信息发送至所述综合分析评估模块，控制所述训练监控模块停止将所述对抗模拟训练态势信息发送至所述云服务器，控制所述参训用户端停止采集用户的训练指令；

17、当所述指令解析结果为中止时，暂停对抗模拟训练过程，控制所述训练监控模块停止将所述对抗模拟训练态势信息发送至所述云服务器，控制所述参训用户端停止采集用户的训练指令；

18、当所述指令解析结果为继续时，继续对抗模拟训练过程，控制所述训练监控模块继续将所述对抗模拟训练态势信息发送至所述云服务器，控制所述参训用户端继续采集用户的训练指令；

19、所述导调控制单元，当接收得到的任务信息的任务状态信息为任务完成时，控制所述训练监控模块，将所述对抗模拟训练态势信息发送至所述综合分析评估模块，控制所述训练监控模块停止将所述对抗模拟训练态势信息发送至所述云服务器；

20、所述导调控制单元，当接收得到的用户状态的用户安全状态为危险时，控制所述用户安全状态为危险的用户对应的参训用户端，停止采集用户的训练指令；

21、所述导调控制单元，当判断接收得到的用户状态的用户位置不在预设的用户活动区域内时，控制所述用户位置对应的用户所对应的参训用户端，停止采集用户的训练指令。

22、所述训练监控模块，用于对接收的所述对抗模拟训练环境信息和用户的训练指令进行态势生成处理，得到和显示对抗模拟训练态势信息，将所述对抗模拟训练态势信息发送至所述导调控制单元、所述综合分析评估模块和所述云服务器；所述对抗模拟训练态势信息，包括任务信息、动态训练环境、实时画面、用户状态、行动进程；

23、所述任务信息，包括任务目标信息和任务状态信息；所述任务状态信息，为当前的训练任务的完成状态信息，其取值为未完成、已完成、失败；

24、所述用户状态，包括用户位置、用户运动速度、用户操作动作和用户安全状态；所述用户安全状态，包括安全和危险。

25、所述综合分析评估模块，包括复盘回放单元和分析评估单元；

26、所述复盘回放单元，用于对用户班组的对抗模拟训练过程进行记录，得到过程文件，将所述过程文件发送至所述分析评估单元，将所述过程文件存储在云服务器中；对已经完成的对抗模拟训练过程进行复盘回放；根据用户设定的回放起止时间、回放速度和回放视角，从所述过程文件中生成回访文件并显示；

27、所述分析评估单元，用于根据过程文件，对已经完成的对抗模拟训练过程与标准操作指令信息进行训练评估分析，得到用户班组的训练评估结果；所述标准操作指令信息，保存在所述分析评估单元中。

28、所述复盘回放单元，根据用户设定的回放起止时间、回放速度和回放视角，从所述过程文件中生成回访文件，包括：

29、所述过程文件，包括对抗模拟训练态势信息和对应的时间、生成视角、地点；

30、根据用户设定的回放起止时间和回放视角，从过程文件中查找到与所述回放起止时间和回放视角相匹配的对抗模拟训练态势信息；

31、根据用户设定的回放速度，确定回放时间间隔，对所查找到的对抗模拟训练态势信息按照所述回放时间间隔进行抽取，得到回访文件。

32、所述训练管理模块，用于实现对参加对抗模拟训练的用户信息和训练设备信息的管理；

33、所述训练管理模块，包括用户管理单元和设备管理单元；所述用户管理单元，用于管理存储在云服务器中的用户信息，实现用户在参加对抗模拟训练时完成注册、登录、增加用户信息、删除用户信息、修改用户信息、查询用户信息和导出用户信息；所述设备管理单元，用于管理存储在云服务器中的训练设备信息，实现对各类训练设备信息的增加、删除、修改和查询操作。

34、本技术实施例第二方面，公开了一种用户班组的对抗模拟训练方法，利用所述用户班组的对抗模拟训练系统来实现，包括：

35、s1，利用导调端接收用户的设置指令，生成对抗模拟训练态势信息，将所述对抗模拟训练态势信息发送所述云服务器；

36、s2，利用所述云服务器对所接收的对抗模拟训练态势信息进行实时渲染处理，得到训练环境视频信息，将所述训练环境视频信息发送到每个参训用户端；

37、s3，利用所述参训用户端，向用户显示训练环境视频信息，采集得到用户的训练指令，将所述训练指令发送给导调端；

38、s4，利用导调端，根据接收到的对抗模拟训练态势信息，对已经完成的对抗模拟训练过程进行复盘回放和训练评估分析，得到用户班组的训练评估结果。

39、所述利用导调端接收用户的设置指令，生成对抗模拟训练态势信息，将所述对抗模拟训练态势信息发送所述云服务器，包括：

40、s11，利用所述训练实施模块，生成对抗模拟训练环境信息，控制所述对抗模拟训练过程，将所述对抗模拟训练环境信息发送至所述训练监控模块；

41、s12，利用所述训练监控模块，对接收的所述对抗模拟训练环境信息和用户的训练指令进行态势生成处理，得到和显示对抗模拟训练态势信息，将所述对抗模拟训练态势信息发送至所述导调控制单元、所述综合分析评估模块和所述云服务器；

42、所述利用导调端，根据接收到的对抗模拟训练态势信息，对已经完成的对抗模拟训练过程进行复盘回放和训练评估分析，得到用户班组的训练评估结果，包括：

43、利用所述综合分析评估模块，对所接收的对抗模拟训练态势信息进行记录，得到过程文件，将所述过程文件存储在云服务器中；根据过程文件，对已经完成的对抗模拟训练过程进行复盘回放和训练评估分析，得到用户班组的训练评估结果。

44、所述根据过程文件，对已经完成的对抗模拟训练过程与标准操作指令信息进行训练评估分析，得到用户班组的训练评估结果，包括：

45、s401，从所述过程文件中提取得到用户的操作指令的采样序列x，将用户的标准操作指令信息的采样序列表示为y，x＝[x1,x2,…,xn1]，y＝[y1,y1,…,yn1]，其中，xi为采样序列x的第i个元素，yi为采样序列y的第i个元素，n1为采样序列所包含的元素数目；

46、s402，对采样序列x的每个元素与采样序列y的对应元素，依次计算得到差值的绝对值，利用所有对应元素的差值的绝对值，构建得到差异序列；

47、s403，对所述差异序列的元素和元素序号值进行线性拟合处理，得到最佳一致评价多项式；

48、s404，利用所述最佳一致评价多项式，对所述差异序列的元素序号值进行计算处理，得到一致性差异序列；

49、s405，对所述一致性差异序列进行归一化处理，得到归一化差异序列z，z＝[z1,z2,...,zn1]，zi为所述归一化差异序列z的第i个元素；

50、s406，对所述归一化差异序列进行概率对数计算处理，得到所述用户班组的训练评估值v；

51、所述概率对数计算处理的表达式为：

52、

53、其中，zi为所述归一化差异序列z的第i个元素；

54、s407，对用户班组的每个用户，重复执行s401至s406，得到每个用户的训练评估值；将第j个用户的训练评估值表示为vj,j＝1,2,…,n2,n2表示所述用户班组所包含的用户数目；

55、s408，根据每个用户的操作指令的采样序列x，建立所述用户的第一信号序列和第二信号序列；所述第一信号序列r1表示为r1＝x，r1(i)＝xi，r1(i)表示序列r1的第i个元素；所述第二信号序列r2的元素r2(i)＝xi/|xi|，r2(i)表示序列r2的第i个元素；

56、s409，对所述第一信号序列和第二信号序列进行高阶计算处理，得到特征值信息；所述特征值信息，包括第一信号三阶特征值r3、第二信号五阶特征值r5、二四阶互特征值r24和四六阶互特征值r46；

57、所述高阶计算处理的计算表达式为：

58、r3＝sum(|fft(r13)|)，

59、r5＝sum(|fft(r25)|)，

60、r24＝sum(|fft(r12r24)|)，

61、r46＝sum(|fft(r14r26)|)，

62、其中，fft(r13)表示对第一信号序列r1的元素的三次方项构成的序列进行fft变换后得到的序列，fft(r25)表示对第二信号序列r2的元素的五次方项构成的序列进行fft变换后得到的序列，fft(r12r24)表示对利用第一信号序列r1的元素的二次方项与第二信号序列r2的元素的四次方项相乘得到的元素构成的序列，进行fft变换后得到的序列，fft(r14r26)表示对利用第一信号序列r1的元素的四次方项与第二信号序列r2的元素的六次方项相乘得到的元素构成的序列，进行fft变换后得到的序列，sum()表示对序列所有元素求和运算，fft表示离散傅里叶变换，||表示取绝对值；

63、s410，对所述特征值信息进行权重计算处理，得到所述用户的权值；所述权值计算处理，其表达式为：

64、η＝(|arctan(r3/r5)|+|arctan(r24/r46)|)/π，

65、其中，||表示取绝对值；

66、s411，对用户班组的每个用户，重复执行s408至s410，得到每个用户的权值η；将第j个用户的权值表示为ηj,j＝1,2,…,n2,n2表示所述用户班组所包含的用户数目；

67、s412，利用所有用户的权值，对所有用户的训练评估值进行加权求和，得到用户班组的训练评估值z1；

68、s413，对所述用户班组的训练评估值z1进行取值范围评判，得到用户班组的训练评估结果；

69、所述取值范围评判，其取值范围包括[0,a1],(a1,a2],(a2,a3]；当z1位于取值范围[0,a1]中时，确定用户班组的训练评估结果为不合格；当z1位于取值范围(a1,a2]中时，确定用户班组的训练评估结果为良好；当z1位于取值范围(a2,a3]中时，确定用户班组的训练评估结果为优秀；其中，a1、a2、a3均为预设的对抗模拟训练评价范围值。

70、本发明的有益效果为：

71、1、本发明公开了一种基于云渲染的班组对抗模拟训练系统，利用虚拟现实(vr)技术，本发明可以提供实时、真实且沉浸式的训练体验。通过云渲染技术，可在云端渲染高质量的图形和场景，使其感觉仿佛置身于真实的环境中，提升训练的逼真程度和参与感；通过创建虚拟的战斗场景和科目任务，班组成员可以在虚拟环境中进行个人训练和团队训练，模拟真实的战斗情境，以锻炼班组成员的团队协作、决策能力和应对复杂情况的能力；通过使用云渲染技术，本发明可以避免在每个终端设备上独立进行图形渲染的需求，不需要购买昂贵的计算机硬件，以降低训练成本。

72、2、本发明具备实时监控和复盘评估功能，可以记录班组成员在虚拟环境中的表现和决策，并及时提供评估结果和指导意见，以提升执行任务能力和技巧。本发明有助于解决传统基于物理设备和场地的班组训练系统存在的成本高昂、资源有限、灵活性不足等问题。

73、3、本发明在进行训练评估过程中，综合考虑每个用户的操作指令信息，并生成权重，避免了单独因素对用户班组训练评价结果的影像，提供了训练结果评价的准确性和客观性。