互動(dòng)實(shí)彈模擬射擊影視靶自動(dòng)報(bào)靶系統(tǒng)功能技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)范

王 平 徐 騰（甘肅政法學(xué)院公安分院，甘肅 蘭州 730070）

互動(dòng)實(shí)彈模擬射擊電影靶自動(dòng)報(bào)靶系統(tǒng)，是將微機(jī)多媒體技術(shù)與聲電自動(dòng)報(bào)靶技術(shù)相結(jié)合的一種新型報(bào)靶系統(tǒng)。它是一種高科技訓(xùn)練器材。其訓(xùn)練方法是將實(shí)際案例的場(chǎng)景拍成教學(xué)片或三維動(dòng)漫視頻，由計(jì)算機(jī)控制，通過投影儀放到大屏幕上，產(chǎn)生實(shí)際場(chǎng)景環(huán)境和聲響效果，射擊訓(xùn)練人員如臨其境。根據(jù)屏幕上出現(xiàn)的各種突發(fā)情況，來練習(xí)使用槍械射擊的反應(yīng)能力以及面對(duì)突發(fā)事件時(shí)的處理能力，人機(jī)互動(dòng)，人人互動(dòng)，訓(xùn)練人員射擊的時(shí)刻和擊中靶位都被迅速記錄到計(jì)算機(jī)內(nèi)，最后對(duì)成績作出判斷和統(tǒng)計(jì)，以此來提高學(xué)員戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練水平，提高執(zhí)法能力和水平。

互動(dòng)戰(zhàn)術(shù)射擊電影靶系統(tǒng)是采用兩套實(shí)彈/模擬射擊電影靶自動(dòng)報(bào)靶系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)戰(zhàn)模擬，以達(dá)到更加逼真的訓(xùn)練效果。

1 互動(dòng)實(shí)彈影像模擬實(shí)彈射擊訓(xùn)練系統(tǒng)由軟件、硬件系統(tǒng)組成

1.1 影像射擊訓(xùn)練系統(tǒng)軟件需滿足以下功能

實(shí)景拍攝情景影像訓(xùn)練節(jié)目編輯；影像訓(xùn)練節(jié)目播放；實(shí)彈彈著點(diǎn)識(shí)別圖像處理；模擬彈著點(diǎn)識(shí)別圖像處理；光電探測(cè)彈數(shù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)；射擊成績保存、彩色打??；射擊過程回放及評(píng)判；實(shí)時(shí)對(duì)抗處理；攝像機(jī)控制軟件及監(jiān)控記錄；成像儀控制；紅外攝像機(jī)控制；投影機(jī)控制；天候、通風(fēng)等控制；常用警用器械檢測(cè)功能；人員和數(shù)據(jù)庫管理。

1.2 系統(tǒng)硬件組成部分

圖1所示為實(shí)彈射擊系統(tǒng)主要硬件組成框圖。

2 互動(dòng)實(shí)彈影像模擬實(shí)彈射擊訓(xùn)練系統(tǒng)組成

影像模擬實(shí)彈射擊訓(xùn)練系統(tǒng)主要由各功能服務(wù)系統(tǒng)通過有效的無線或有線網(wǎng)絡(luò)連接，再由電腦服務(wù)器軟件系統(tǒng)集中處理、控制而形成的。

2.1 強(qiáng)大的互動(dòng)性能系統(tǒng)

寬屏幕影像人機(jī)互動(dòng)射擊訓(xùn)練可以充分體現(xiàn)受訓(xùn)官兵判定場(chǎng)景信息作出正確判斷，果斷快速作出精準(zhǔn)射擊能力，如果在屏幕中歹徒開槍射擊前沒有將其有效擊斃，則自動(dòng)跟蹤反擊系統(tǒng)將快速的發(fā)出激光將受訓(xùn)官兵擊斃，達(dá)到人機(jī)互動(dòng)對(duì)抗效果。

圖1 實(shí)彈射擊系統(tǒng)主要硬件組成框圖

2.2 兩屏分離組合式可移動(dòng)投影系統(tǒng)

實(shí)彈射擊方艙投影系統(tǒng)由兩屏投影共同組成，并且方便快速的分離和組合。當(dāng)兩屏投影分離隔開并且中間加上防彈隔檔，在各自訓(xùn)練區(qū)域擺放上合適的遮擋掩護(hù)道具時(shí)，就形成了兩個(gè)完全不同的、獨(dú)立的實(shí)景對(duì)抗作戰(zhàn)環(huán)境，通過投影屏幕能看到對(duì)方的實(shí)景影像，并可對(duì)屏幕中的受訓(xùn)官兵進(jìn)行射擊訓(xùn)練，從而達(dá)到很好的真槍實(shí)彈的實(shí)景對(duì)抗訓(xùn)練效果。當(dāng)兩屏投影合并組合拼接在一起時(shí)，整個(gè)射擊屏幕就形成了一個(gè)大視角更加形象逼真的寬屏訓(xùn)練場(chǎng)景，可供多名受訓(xùn)官兵同時(shí)進(jìn)行訓(xùn)練。

2.3 多靶位實(shí)彈射擊系統(tǒng)

多靶位實(shí)彈射擊系統(tǒng)射擊訓(xùn)練區(qū)域，通過身邊各自的靶位射擊顯示設(shè)備就能即時(shí)掌握自己的射擊情況和系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)顯示出的分析結(jié)果。靶位系統(tǒng)數(shù)量多少由靶場(chǎng)大小和環(huán)境及實(shí)訓(xùn)需求決定。

2.4 精準(zhǔn)的實(shí)彈彈點(diǎn)采集定位系統(tǒng)

實(shí)彈射擊采用先進(jìn)的聲電定位技術(shù)、激光定位技術(shù)、熱成像定位技術(shù)是國內(nèi)目前最為先進(jìn)的自動(dòng)報(bào)靶技術(shù)設(shè)備，也保證了定位的精度與穩(wěn)定性。能準(zhǔn)確無誤的顯示出受訓(xùn)官兵的實(shí)際彈著點(diǎn)，達(dá)到很好的實(shí)彈射擊訓(xùn)練效果。

2.5 成績統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)

實(shí)彈射擊中所有的訓(xùn)練科目軟件均配有相應(yīng)的成績統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)，能及時(shí)準(zhǔn)確的顯示出受訓(xùn)官兵射擊訓(xùn)練情況，客觀的體現(xiàn)出受訓(xùn)官兵射擊訓(xùn)練水平。

訓(xùn)練成績由控制臺(tái)統(tǒng)一管理與操控，并且系統(tǒng)能夠自動(dòng)記錄訓(xùn)練過程錄像、顯示生成射擊成績并評(píng)定訓(xùn)練成績。另外根據(jù)觀摩需要，控制室還可將訓(xùn)練信息（作戰(zhàn)影像、時(shí)間、訓(xùn)練課目、成績等）同步傳輸?shù)接^摩室或訓(xùn)練基地中心供指揮人員和觀摩人員對(duì)訓(xùn)練進(jìn)行指導(dǎo)分析。

3 影像模擬實(shí)彈射擊訓(xùn)練系統(tǒng)訓(xùn)練功能

為實(shí)現(xiàn)科技化、現(xiàn)代化、人性化的高仿真模擬訓(xùn)練，實(shí)彈射擊系統(tǒng)從多方面多角度進(jìn)行訓(xùn)練科目規(guī)劃設(shè)計(jì)，“情景”訓(xùn)練，突出實(shí)戰(zhàn)，達(dá)到戰(zhàn)訓(xùn)合一，可實(shí)現(xiàn)以下多種射擊訓(xùn)練功能。

3.1 寬屏幕人機(jī)互動(dòng)對(duì)抗射擊訓(xùn)練

采用高科技的仿真模擬技術(shù)真實(shí)再現(xiàn)實(shí)戰(zhàn)中可能發(fā)生的各種的突發(fā)事件，此套系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)的雙屏幕投影方式，采用寬屏幕（2屏幕）對(duì)接技術(shù)，可再現(xiàn)室內(nèi)外多方位場(chǎng)景，使反恐怖訓(xùn)練能體現(xiàn)更震撼、更真實(shí)的視覺和現(xiàn)場(chǎng)效果。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)受訓(xùn)人員和屏幕中犯罪分子、暴徒或恐怖分子進(jìn)行實(shí)彈交互射擊，同時(shí)訓(xùn)練影像課目可以在后期更新和定制化開發(fā)。使用人機(jī)對(duì)抗反擊發(fā)射器，自動(dòng)跟蹤訓(xùn)練人員，發(fā)射激光信號(hào)，與屏幕上出現(xiàn)的人物相互對(duì)抗射擊。

影-人互動(dòng)射擊是指影幕播放各種訓(xùn)練節(jié)目，干警可持激光模擬槍、真槍對(duì)節(jié)目中設(shè)置的各種訓(xùn)練情景進(jìn)行射擊。 節(jié)目中有劫持人質(zhì)、追捕、歹徒對(duì)抗、查緝等各種實(shí)戰(zhàn)情景。

3.2 紅、藍(lán)方真人實(shí)景影像對(duì)抗射擊訓(xùn)練

雙方通過各自屏幕同步反映對(duì)方情況，受訓(xùn)人員可“面對(duì)面”進(jìn)行室內(nèi)實(shí)彈、激光射擊對(duì)抗，并根據(jù)需要可任意組合成不同室內(nèi)場(chǎng)景。把室內(nèi)分為 A區(qū)B區(qū)，適合分隊(duì)對(duì)抗射擊訓(xùn)練 。

采用真實(shí)場(chǎng)景射擊對(duì)抗訓(xùn)練方法，訓(xùn)練雙方可利用場(chǎng)景中地形地物進(jìn)行分組反恐戰(zhàn)斗訓(xùn)練，實(shí)用性強(qiáng)，可用實(shí)彈射擊或激光模擬射擊。系統(tǒng)分為兩個(gè)場(chǎng)景，把各自場(chǎng)景傳輸給另一方大屏幕中，訓(xùn)練隊(duì)員在本場(chǎng)景中進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練，并對(duì)另一方的大屏幕場(chǎng)景進(jìn)行射擊對(duì)抗，使用這種訓(xùn)練方法達(dá)到了雙方互動(dòng)對(duì)抗射擊訓(xùn)練，并可使用實(shí)彈射擊，增加了實(shí)戰(zhàn)效果。特點(diǎn)：在場(chǎng)隊(duì)員可按順序編號(hào)，雙方隊(duì)員射擊時(shí)間準(zhǔn)確記錄，對(duì)抗射擊時(shí)可區(qū)別誰先開槍和擊中。

3.3 警察大綱科目、配套影像靶射擊訓(xùn)練

系統(tǒng)提供全景合成影像視頻節(jié)目，可進(jìn)行影像對(duì)抗訓(xùn)練。各種動(dòng)態(tài)人物和各種突發(fā)事件場(chǎng)景射擊訓(xùn)練，系統(tǒng)配有紅外反擊器，可實(shí)現(xiàn)屏幕和人進(jìn)行對(duì)抗。系統(tǒng)將根據(jù)記錄受訓(xùn)人員的開槍時(shí)間及擊中部位，有效的判斷受訓(xùn)人的射擊水平。訓(xùn)練節(jié)目不僅可以模擬出各種真實(shí)的恐怖事件，系統(tǒng)還可以按教官的意志改變節(jié)目播放順序，減低受訓(xùn)人員對(duì)節(jié)目的適應(yīng)性。

庫內(nèi)提供了各種不同類型基礎(chǔ)訓(xùn)練課目，胸環(huán)靶、移動(dòng)靶、人型靶、人體部位靶、人臉記憶靶、人質(zhì)靶提供開放靶標(biāo)編輯系統(tǒng)，能方便設(shè)計(jì)背景，射擊目標(biāo)靶位，如起到，旋轉(zhuǎn)，移動(dòng)，曲線運(yùn)動(dòng)，隨機(jī)出現(xiàn)等。

3.4 幻燈影像投影射擊訓(xùn)練

系統(tǒng)可選擇單屏或雙屏兩種不同形式進(jìn)行快速射擊訓(xùn)練，幻燈片場(chǎng)景內(nèi)容方便靈活多變，制作簡易，幻燈片更換時(shí)間可單獨(dú)設(shè)置，圖片場(chǎng)景中擊中目標(biāo)可設(shè)置不同的得分值，同時(shí)可設(shè)置人質(zhì)和危險(xiǎn)爆炸物等，如果射手擊中該類目標(biāo)后任務(wù)失敗。

3.5 現(xiàn)場(chǎng)觀摩實(shí)現(xiàn)科學(xué)訓(xùn)練教學(xué)示范訓(xùn)練

所有參加培訓(xùn)學(xué)習(xí)的相關(guān)人員可在觀摩室進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀摩，經(jīng)過教學(xué)示范訓(xùn)練演示后，把學(xué)習(xí)到的方法經(jīng)驗(yàn)帶回各自的訓(xùn)練基地進(jìn)行實(shí)踐，從而把科學(xué)成熟與先進(jìn)教學(xué)的訓(xùn)練方式、方法進(jìn)行推廣。

3.6 實(shí)彈射擊系統(tǒng)訓(xùn)練

科目編輯系統(tǒng)隨著受訓(xùn)學(xué)員使用次數(shù)越多、時(shí)間越長可能會(huì)感覺訓(xùn)練科目內(nèi)容比較固定并且比較熟悉，從而達(dá)不到預(yù)期的訓(xùn)練效果，所以我們特別需要影像視頻訓(xùn)練科目編輯系統(tǒng)，軟件功能是對(duì)射擊訓(xùn)練的視頻素材進(jìn)行加工，標(biāo)記視頻中的匪徒和爆炸物等對(duì)象。用戶經(jīng)培訓(xùn)后可使用DV高清攝像機(jī)，拍攝實(shí)戰(zhàn)影像訓(xùn)練科目，經(jīng)編程處理后可直接用于射擊訓(xùn)練。

總之，互動(dòng)實(shí)彈/模擬射擊電影靶自動(dòng)報(bào)靶系統(tǒng)是為了提高射手在面對(duì)射擊目標(biāo)時(shí)使用槍械的快速反應(yīng)能力、案情快速判斷能力，應(yīng)用現(xiàn)代高科技研發(fā)出來的綜合射擊訓(xùn)練系統(tǒng)，貼近實(shí)戰(zhàn)，模擬多情景進(jìn)行實(shí)彈戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練方法。系統(tǒng)設(shè)計(jì)訓(xùn)練科目緊貼警務(wù)技能訓(xùn)練要求，突出實(shí)戰(zhàn)，達(dá)到戰(zhàn)訓(xùn)合一，比如出槍速度、射擊速度、人機(jī)對(duì)射、聲光電模擬四季不同環(huán)境、人人對(duì)抗案例教學(xué)等，訓(xùn)練射手在面對(duì)各種復(fù)雜場(chǎng)景時(shí)，360度全方位處理突發(fā)事件的能力，比如 歹徒劫持人質(zhì)、恐怖分子利用各種掩體進(jìn)行抵抗等等。應(yīng)用這種技術(shù)規(guī)范的高科技訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行各種射擊訓(xùn)練，以此來提高學(xué)員戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練水平，提高執(zhí)法能力和實(shí)戰(zhàn)水平。

[1]陳剛.“神光Ⅲ”裝置靶場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[N].中國工程物理研究院科技年報(bào)(2009年版)

[2]鄒繼京.警用室內(nèi)靶場(chǎng)專用設(shè)備的配備分析[J].公安教育.2004-09-05

[3]徐未強(qiáng).靶場(chǎng)光學(xué)測(cè)量設(shè)備仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)2010-11-15

[4]王繼平.一種實(shí)用的靶場(chǎng)紅外運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)方法[J].激光與紅外2011-03-20