使用成像设备捕获武器射向实现实兵对抗的方法和系统与流程

本发明涉及数字弹药，尤其涉及使用成像设备捕获武器射向实现实兵对抗的方法和系统。

背景技术：

1、传统实兵对抗系统通过使用激光代替实际弹药来模拟弹道。在这个系统中，每位参与训练的士兵装备有传感器和配备激光发射器的模拟武器。当士兵“开火”时，激光发射器会发射一束特定编码的激光，模拟实际子弹的弹道路径。如果这束激光击中了其他士兵的传感器，该传感器会检测到激光信号，并根据接收到的数据确定命中的位置和效果，如同实弹击中目标一样。这种技术使得训练环境既安全又有效，同时能够精确地反映出战场上的射击和被射击情况，极大地提高了战术训练的真实性和效果。

2、使用激光进行实兵对抗训练有其明显局限性。首先，激光无法模拟实际弹药的穿透性，这意味着在训练中无法真实地模拟子弹穿透墙壁或装甲的情形。此外，激光系统通常不考虑弹道因素如子弹的下坠和风偏，这使得射击技术的训练无法完全转化为实战能力。随着距离增加，激光的有效作用区域变宽，这与实战中随距离增加而增加的射击难度相悖。因此，这种训练系统虽然提供了安全和成本效益高的训练方式，但其在模拟真实战场环境和战术决策方面的缺陷，可能导致训练成果无法直接转化为实战能力，从而削弱了其在战术战略层面训练的价值。

3、为了克服传统激光模拟训练的局限性，现代军事训练正在转向更高科技和精确度的解决方案，即“数字弹药”技术。这种技术通过采集武器在击发时的具体位置和精确姿态，配合高级的外弹道仿真，能够在一个数字孪生环境中详尽模拟子弹的飞行轨迹和行为。在这一环境中，系统不仅能进行碰撞检测，还能对潜在的毁伤效果进行模拟。通过这样的方式，数字弹药技术能够精确地确认打击命中关系，从而提供一种既安全又经济的方式，以逼真地模拟实战中的射击和战术行动，极大地增强训练的真实感和实用价值。这种技术的发展标志着军事训练模拟技术向更高层次的演进。

4、在数字弹药技术的实施中，采集武器射向的精确数据成为了技术成功的关键。这一过程涉及使用高精度传感器和先进的数据采集系统，实时记录武器在射击瞬间的确切位置、姿态和方向。这些数据是进行外弹道仿真的基础，确保了仿真环境中的射击行为能够高度还原实际射击条件。准确的武器射向数据采集不仅提高了模拟的真实性，也增强了训练的效果和效率，使得训练者能够在完全控制的数字环境中详细分析和评估每次射击的效果。为了确保武器(如步枪)的弹道模拟在数字化训练中达到实战标准，射向采集精度的重要性不容忽视。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供使用成像设备捕获武器射向实现实兵对抗的方法和系统。

2、使用成像设备捕获武器射向实现实兵对抗的方法，应用于包括有射击图像采集设备、服务器和命中方设备的使用成像设备捕获武器射向实现实兵对抗的系统；包括以下步骤：

3、所述射击图像采集设备采集射击图像，将所述射击图像发送给所述服务器；

4、所述服务器获取环境数据，根据所述环境数据生成3d建模，得到建模特征；

5、所述服务器接收所述射击图像，根据所述射击图像得到射击特征；根据所述建模特征和所述射击特征计算武器精确射击朝向；根据所述武器精确射击朝向进行外弹道解算，得到命中结果，将所述命中结果发送给所述命中方设备；

6、所述命中方设备接收所述命中结果，根据所述命中结果生成响应措施。

7、在其中一个实施例中，所述服务器获取环境数据，根据所述环境数据生成3d建模，得到建模特征包括：

8、获取环境数据，对所述环境数据进行特征提取，得到关键特征；

9、根据所述关键特征，通过特征匹配算法，得到匹配特征点；

10、根据所述匹配特征点，通过sfm算法，得到特征三维坐标；

11、获取rtk定位系统数据和惯性导航系统数据，根据所述rtk定位系统数据、所述惯性导航系统数据和所述特征三维坐标，得到估算3d特征点位置；

12、根据所述估算3d特征点位置生成3d建模，得到建模特征。

13、在其中一个实施例中，服务器接收所述射击图像，根据所述射击图像得到射击特征包括：

14、接收所述射击图像，获取特征提取算法，根据所述射击图像通过所述特征提取算法，得到射击特征。

15、在其中一个实施例中，根据所述建模特征和所述射击特征计算武器精确射击朝向包括：

16、对所述建模特征和所述射击特征进行特征匹配，得到匹配特征；

17、通过所述匹配特征计算武器精确射击朝向。

18、在其中一个实施例中，对所述建模特征和所述射击特征进行特征匹配，得到匹配特征包括：

19、获取匹配算法，使用所述匹配算法对所述建模特征和所述射击特征进行特征匹配，得到匹配相似点；

20、获取多种近似最近邻搜索算法对所述匹配相似点进行性能评估，得到匹配评估结果；

21、根据所述匹配评估结果，得到最佳近似最近邻搜索算法，根据所述最佳近似最近邻搜索算法进行特征匹配，得到匹配特征对；

22、对所述匹配特征对进行匹配验证，得到匹配特征。

23、在其中一个实施例中，通过所述匹配特征计算武器精确射击朝向包括：

24、获取三维地图，根据所述匹配特征和所述三维地图通过pnp算法，计算得到相机位姿，得到武器精确射击朝向。

25、在其中一个实施例中，根据所述武器精确射击朝向进行外弹道解算，得到命中结果包括：

26、构建外弹道模型；

27、获取弹丸初始信息，根据所述弹丸初始信息和所述外弹道模型，得到外弹道轨迹；

28、编制外弹道影响射表；

29、根据所述外弹道影响射表对所述外弹道轨迹进行修正，得到修正外弹道轨迹；

30、根据所述修正外弹道轨迹进行命中判定，得到命中结果。

31、在其中一个实施例中，根据所述修正外弹道轨迹进行命中判定，得到命中结果包括：

32、获取射击参数，根据所述射击参数和所述修正外弹道轨迹计算毁伤范围；

33、获取实际毁伤范围，判断所述毁伤范围是否落入所述实际毁伤范围中，进行命中判定；

34、响应于所述毁伤范围落入所述实际毁伤范围中，判定为命中，得到命中消息；

35、响应于所述毁伤范围未落入所述实际毁伤范围中，判定为未命中，得到未命中消息；

36、所述命中结果包括所述命中消息和所述未命中消息。

37、使用成像设备捕获武器射向实现实兵对抗的系统，用于实现如上所述的使用成像设备捕获武器射向实现实兵对抗的方法，包括：射击图像采集设备、服务器和命中方设备；

38、所述服务器获取环境数据，根据所述环境数据生成3d建模，得到建模特征；

39、所述射击图像采集设备采集射击图像，将所述射击图像发送给所述服务器；

40、所述服务器接收所述射击图像，根据所述射击图像得到射击特征；根据所述建模特征和所述射击特征计算武器精确射击朝向；根据所述武器精确射击朝向进行外弹道解算，得到命中结果，将所述命中结果发送给所述命中方设备；

41、所述命中方设备接收所述命中结果，根据所述命中结果生成响应措施。

42、相比于现有技术，本发明的优点及有益效果在于：本发明提供的使用成像设备捕获武器射向实现实兵对抗的方法，用于模拟对抗系统中的弹道估计，通过采集到的环境数据建立建模特征的数据库，不需要获取待攻击目标信息，直接通过射击图像采集设备采集射击图像，将采集射击图像发送给服务器，服务器即可和建模特征的数据库进行对比，计算武器精确射击朝向，进行外弹道解算，得到命中结果。在减少模拟数据获取量的同时，提高了命中判定的准确性，保证了各种拟真环境下的情景训练，以及各种战术训练。