一种人工智能枪弹瞄准训练系统及其训练方法与流程

本发明涉及枪弹瞄准训练，尤其是涉及一种人工智能枪弹瞄准训练系统及其训练方法。

背景技术：

1、在现有技术中，枪弹瞄准模拟训练，主要用于部队在实弹或非实弹环境中，训练士兵使用枪械瞄准靶标、瞄准模拟敌方，渐进对枪械瞄准、击发、连贯性的规范动作进行专业训练，射击训练的过程中，训练者通常需要在教练的指导下，反复练习射击。但这种人工指导的方式容易受到人的主观影响，教练个人水平有高有低，对打靶结果的判定也会存在一定误差，进而也无法准确判断出训练者的真实水平。可见，现有的人工指导方式使得训练者很难依据个人的真实水平，得到针对性地训练，并且目前广泛使用的训练方式是在枪械安装激光发生器，通过激光照射靶标或者模拟敌方，用以判断是否击中或者击中区域，而激光瞄准训练系统受环境因素影响较大，适用场景具有较大限制。

2、申请号为：202011125562.0的中国发明专利公开了一种具有弹道模拟功能的射击瞄准训练分析系统，包括激光发射机和处理显示终端；所述激光发射机安装在枪上，射手持枪指向靶面，激光发射机向靶面发射激光，激光点和枪的瞄准点对应，枪指向靶面晃动时，即瞄准点晃动，此时的激光点也作同步晃动；所述激光发射机用于向靶面发射激光并接收靶面激光的信号，同时还与处理显示终端进行无线数据传输；所述处理显示终端和激光发射机进行数据传输交互，对瞄准点位置显示、瞄准点轨迹显示，通过武器的弹道模型计算弹着点的位置，对一次和两次以上累计的射击瞄准训练进行分析评估。然而该种具有弹道模拟功能的射击瞄准训练分析系统存在以下不足：1、室外日照光线对激光的严重影响，雨天、雾天对激光的影响，由于室外环境复杂，对激光照射传导要求比较高，上述环境恶劣会导致激光瞄准训练系统失效或者故障频出；2、激光照射信号接收位置需要安装特定信号接收传感器，如照射不到传感器，整个模拟将会失效，战士身体安装大量传感器，导致行为不畅，也不利于行进中对抗发挥；3、激光照射如距离比较远则需要提高激光功率，高功率照射到眼部，会有致盲损伤风险，如果采用低功率或者不可见光照射，会受到日光严重影响，导致设备不可用；4、激光发生器需要使用前进行精确校准，如果不校准激光，很难和照门准星保持一致，也很难击中目标，而校准激光需要精准微调，校准时间长，且震动导致校准位移，则需要重新校准；5、射击距离100米、200米、400米、800米，根据弹道不同，需要对激光进行实时微调，这种调整根据目标距离远近需要精准变动，过多的调整费时造成严重使用不便；6、枪械瞄准模拟训练，主要解决战士瞄准动作的规范性和缺陷以及不足，激光模拟器画点或者画图，不能真实还原战士瞄准的第一视角效果，不能满足指导员对战士瞄准弊端的指正和纠错。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种人工智能枪弹瞄准训练系统及其训练方法。

2、为实现上述目的，本发明提出的技术方案是：

3、一种人工智能枪弹瞄准训练系统，包括用于进行枪弹模拟训练的枪械，还包括用于采集枪械击发信息的声波采集模块、用于采集枪械击发时刻的瞄准视频信息的图像采集模块以及用于对声波采集模块和图像采集模块回传的信息进行解析处理的总控模块，声波采集模块配置在使用者的腕部，图像采集模块装配在所述枪械上，总控模块与声波采集模块以及图像采集模块无线连接。

4、声波采集模块为超声波手表，超声波手表配置在使用者的腕部，超声波手表内部装配有北斗和gps定位装置，超声波手表内置有用于接收枪声音频信号并判断声源是否为使用者击发的声源定位算法。

5、图像采集模块为无线机电摄像头，无线机电摄像头可拆卸的装配在所述枪械的枪口端，无线机电摄像头由用于进行视频录制的摄像头以及用于调整摄像头焦距、倍距和方位的微型步进电机组成，摄像头的镜头上设有十字星。

6、总控模块为总控箱，总控箱上设有显示面板以及控制面板，控制面板由对抗模式按钮以及弹道距离按钮组成，总控箱与无线机电摄像头以及超声波手表均无线连接，总控箱内置有视频数据实时处理的算法、标靶识别和击中位置判定的算法以及对视频特定区域增加时间戳标识的算法。

7、总控箱对应其内置算法配备有无线通信收发模块电路、人工智能数据分析模块电路以及视频处理和截取模块电路。

8、还包括扳机触发模块，扳机触发模块包括微动开关以及锂电池，微动开关可拆卸的装配在所述枪械的扳机处，锂电池配置在微动开关下部，扳机触发模块内部装配有北斗和gps定位装置。

9、超声波手表、无线机电摄像头以及微动开关内部设有lora传输模块，超声波手表、无线机电摄像头以及微动开关通过lora传输模块与总控箱无线连接。

10、一种人工智能枪弹瞄准训练系统的训练方法，包括如下步骤：

11、a、模式选择：根据训练方案选择相应的训练模式，训练模式分为实弹或者空枪训练；

12、b、装配：根据训练模式对所需的设备进行装配，进行实弹训练时，将超声波手表配置在使用者的腕部，将无线机电摄像头装配在枪械的枪口端，完成装配，进行空枪训练时，将扳机触发模块装配在所述枪械的扳机处，将无线机电摄像头装配在枪械的枪口端，完成装配；

13、c、启动设备：开启总控箱，使其开始工作，并使无线机电摄像头以及超声波手表或者扳机触发模块开始工作，使总控箱与无线机电摄像头以及超声波手表或者扳机触发模块进行无线连接以便接收信息，根据训练需求选择相应的训练模式以及弹道距离；

14、d、进行训练：使用者对目标物进行瞄准，瞄准过程中无线机电摄像头取得瞄准过程数据，并将电信号传输给总控箱，使用者开始射击，超声波手表收到扳机扣动电信号，并将电信号传输给总控箱，总控箱通过无线机电摄像头获得射击时刻的视频数据并对其进行解密和数据解码，总控箱根据射击数据和距离数据，通过无线机电摄像头对枪械进行自动校枪；

15、e、数据分析：总控箱对射击数据进行人工智能判定，以判定是否中枪以及中枪位置，并对数据进行人工智能分类判定，判定目标物是人还是靶标，如果目标物是人，则进行击中位置判定，如果目标物是靶标，则进行靶标环数识别和数据记录，在红蓝对抗模式中，总控箱会显示红蓝双方战损，并实时播放红蓝双方相互击中的视频数据，便于训练指导员对训练数据进行分析并制定训练计划。

16、步骤d中，通过超声波手表对枪械击发信息进行采集时，超声波手表通过其内置的超声波传感器以及音频定位电路，利用声源三角定位法确定声源为射手发出，排除周围环境中的干扰枪声，并通过声波频谱哈夫曼结合离波算法判定枪械的击发次数。

17、步骤e中，当目标物为人时，总控箱通过人工智能建模对视频中人物的头部、躯干以及四肢进行数据分隔处理，最终获得人体各个部位的分隔区域和边界，从而自动判定枪械击中位置，当目标物为靶标时，通过自动学习方式对靶标进行快速击中标注和靶标识别，在红蓝对抗模式中，总控箱通过超声波手表中北斗和gps定位装置回传的信息，完成红蓝对抗双方兵力分布、进攻路线分析以及中枪损失位置和红蓝双方对抗击中录像回放，作为整体红蓝对抗实现了高度还原和实景回放，同时完成兵力模拟和兵力损失动态追踪。

18、本发明的有益效果是：

19、本系统通过截取使用者瞄准扣动扳机时刻的视频回放，通过慢放高度还原士兵射击的一系列瞄准动作视频细节，通过总控模块以第一视角展示给指导员，方便指导员针对士兵瞄准的动作不足，给与专业性矫正，针对训练中红蓝对抗的训练方式，本系统可以方便展示和回溯红蓝双方瞄准对抗细节和损伤情况，本设备可全天候使用，白天、黑夜、雨天、雾天均可正常使用，图像采集模块具有自动对焦，自动变倍、上下左右位移机电自动校准模块，无需人工干预和调整，设备会自动调整和弹道修正，可以做到开机即用，根据射击距离100米、200米、400米、800米，射击弹道会自动测距以及调整，无论远近都能自动调整误差，同时本系统通过声波采集模块采集枪械击发信息，可以得到自身枪声精确数量和枪声来源角度，用以判断是否为自我击发，排除其他外源干扰枪声的影响，并且设有扳机触发模块，可以在使用者进行空枪训练时采集枪械击发信息，即本系统在实弹训练或者空枪训练中均适用，作为便携式设备，具有无线加密网络信号传输功能，通过锂电池24小时供电以保证续航，便于携带使用；

20、本系统所使用的训练方法通过采集使用者瞄准目标物过程的视频数据，从而用人工智能算法判定目标物是否被击中或者特定位置是否被击中，训练过程中，无论以人或者靶标作为目标物均不需要在目标物上安装任何传感器或者附加装置，使用方便简单，本系统通过自动变焦摄像，采集目标物或者人的图像数据，故不会对人或者物有任何损伤。