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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于頭盔顯示器和體感技術(shù)的單兵虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 作品采用虛擬現(xiàn)實(shí)的相關(guān)技術(shù)，通過(guò)佩戴在受訓(xùn)人員頭盔顯示器，使其置身于虛擬的各種戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中，并設(shè)計(jì)相應(yīng)傳感器網(wǎng)絡(luò)完成對(duì)其動(dòng)作的識(shí)別與反饋，從而構(gòu)成一個(gè)人在回路中的、具有較強(qiáng)實(shí)時(shí)交互能力的模擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)。
- 詳細(xì)介紹：
- 系統(tǒng)主要由以下四個(gè)模塊構(gòu)成： 1.3D頭盔顯示器 與系統(tǒng)主機(jī)通過(guò)無(wú)線連接，呈現(xiàn)實(shí)時(shí)的虛擬戰(zhàn)場(chǎng)畫面，并根據(jù)內(nèi)嵌的陀螺儀所感知到的頭部遠(yuǎn)動(dòng)即時(shí)調(diào)整輸出畫面，使受訓(xùn)者的視野局限于虛擬場(chǎng)景中，不受外界環(huán)境的干擾。 2.體感技術(shù)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(duì)受訓(xùn)人員跑動(dòng)、臥倒、蹲下、跳躍等動(dòng)作信號(hào)進(jìn)行捕捉，并傳給主系統(tǒng)進(jìn)行模式識(shí)別，從而完成對(duì)虛擬場(chǎng)景的調(diào)整和控制。 3.空中定位仿真槍 將日趨成熟的空中鼠標(biāo)技術(shù)應(yīng)用在訓(xùn)練用槍上，使系統(tǒng)能夠隨時(shí)鎖定受訓(xùn)者的槍口指向，整套系統(tǒng)更輕便實(shí)用。 4.系統(tǒng)程序及各種接口驅(qū)動(dòng) 編寫腳本程序，與當(dāng)前成功的實(shí)戰(zhàn)模擬類游戲進(jìn)行關(guān)聯(lián)，減少數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)成本，并使得硬件接口趨于通用化，方便搭設(shè)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本作品為方便部隊(duì)廣泛進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)背景下的單兵戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練而設(shè)計(jì)，旨在進(jìn)一步提高日常訓(xùn)練水平，通過(guò)實(shí)戰(zhàn)環(huán)境下的經(jīng)常性演練，切實(shí)培育官兵過(guò)硬軍事素質(zhì)，提高打贏本領(lǐng)。作品采用虛擬現(xiàn)實(shí)的相關(guān)技術(shù)，通過(guò)佩戴在受訓(xùn)人員頭盔顯示器，使其置身于虛擬的各種戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中，并設(shè)計(jì)相應(yīng)傳感器網(wǎng)絡(luò)完成對(duì)其動(dòng)作的識(shí)別與反饋，從而構(gòu)成一個(gè)人在回路中的、具有較強(qiáng)實(shí)時(shí)交互能力的模擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)。 其主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)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(nèi)嵌的陀螺儀所感知頭部運(yùn)動(dòng)即時(shí)的進(jìn)行調(diào)整，讓受訓(xùn)者處在一個(gè)相對(duì)封閉的虛擬場(chǎng)景中，盡量減少外界環(huán)境干擾，使其獲得更多切身體驗(yàn)與感受。同時(shí)，自主設(shè)計(jì)的傳感器網(wǎng)絡(luò)可捕獲和識(shí)別包括受訓(xùn)人員所做出的奔跑、慢走、跳躍、跪下、臥倒、側(cè)身、各方向轉(zhuǎn)向、持槍、瞄準(zhǔn)、射擊、扔手雷等幾乎所有在真實(shí)單兵訓(xùn)練場(chǎng)景中涉及到的動(dòng)作。這些都進(jìn)一步拉近了平時(shí)訓(xùn)練與實(shí)戰(zhàn)的距離，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)單兵戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練方面的一項(xiàng)空白。 涉及到的關(guān)鍵技術(shù)有： 逼真的環(huán)境效果構(gòu)設(shè)，多種動(dòng)作的精確識(shí)別與反饋，即時(shí)的人機(jī)交互能力，以及多功能、可拓展與便攜性等方面的設(shè)計(jì)優(yōu)化。本系統(tǒng)既適用于單機(jī)單兵操作，也可進(jìn)行聯(lián)合組網(wǎng)運(yùn)行。通過(guò)良好的用戶體驗(yàn)，使之達(dá)到更加貼近實(shí)戰(zhàn)的訓(xùn)練效果。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前，出現(xiàn)在市場(chǎng)上的各種單兵虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)，多采用投影的方式，將環(huán)境背景呈現(xiàn)在受訓(xùn)者前方的屏幕上，此種方式簡(jiǎn)便易行，但參訓(xùn)人員處在一個(gè)開放的環(huán)境里，易受外界因素的干擾；并且在動(dòng)作方面，僅支持簡(jiǎn)單的射擊操作。 采用頭盔顯示器，使受訓(xùn)人員沉浸在一個(gè)封閉的虛擬環(huán)境中，排除了外界環(huán)境的干擾，并通過(guò)陀螺儀及相關(guān)的傳感器捕獲參訓(xùn)人員的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，進(jìn)而對(duì)其視場(chǎng)做相應(yīng)調(diào)整。此外，該系統(tǒng)可以對(duì)參訓(xùn)人員的蹲下、臥倒、起立、躍進(jìn)、換槍、瞄準(zhǔn)、射擊等多種戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作進(jìn)行仿真交互，并借助一定力反饋技術(shù)，將虛擬戰(zhàn)場(chǎng)中的中彈感覺(jué)表現(xiàn)出來(lái)，增強(qiáng)實(shí)戰(zhàn)體驗(yàn)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 作品樣品已制作完成，達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)效果，基本實(shí)現(xiàn)所述功能，并申請(qǐng)國(guó)家實(shí)用新型專利，正努力向產(chǎn)品轉(zhuǎn)化。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 愿意轉(zhuǎn)讓全部專利技術(shù)
作品可展示的形式
- 樣品、技術(shù)文檔、照片、視頻以及現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本作品在相關(guān)軍事類游戲基礎(chǔ)上進(jìn)行外圍擴(kuò)展和開發(fā)，即可單機(jī)運(yùn)行，又可以進(jìn)行組網(wǎng)演練，系統(tǒng)架設(shè)簡(jiǎn)單，易于操作，同時(shí)，低廉的成本，更適于做大面積的推廣。 該項(xiàng)目可作為我軍信息化訓(xùn)練中新型單兵虛擬訓(xùn)練器材，合理進(jìn)行功能簡(jiǎn)化和低成本化改造后可作為民用游戲娛樂(lè)設(shè)備，擁有創(chuàng)新性的娛樂(lè)方式，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
同類課題研究水平概述
- 目前在世界范圍內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)模擬訓(xùn)練以它獨(dú)有的高性價(jià)比得到廣泛的認(rèn)可，其相應(yīng)的模擬訓(xùn)練器材發(fā)展也很迅猛。但當(dāng)前出現(xiàn)在市場(chǎng)上的各種單兵虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)，多采用投影的方式，將環(huán)境背景呈現(xiàn)在受訓(xùn)者前方的屏幕上，此種方式簡(jiǎn)便易行，但參訓(xùn)人員處在一個(gè)開放的環(huán)境里，易受外界因素的干擾；并且在動(dòng)作方面，僅支持簡(jiǎn)單的射擊操作，且受訓(xùn)人員在虛擬場(chǎng)景中的中彈感覺(jué)并不能得到體現(xiàn)，真實(shí)性大打折扣。 頭盔顯示器在國(guó)外軍事裝備中運(yùn)用非常廣泛。近年來(lái)頭盔顯示器在影音娛樂(lè)領(lǐng)域作為替代屏幕的設(shè)備得到廣泛應(yīng)用，技術(shù)已經(jīng)很成熟。陀螺儀傳感器廣泛應(yīng)用于角度測(cè)量等領(lǐng)域，是飛機(jī)、導(dǎo)彈的導(dǎo)航設(shè)備中的核心，近年來(lái)各種微型陀螺儀更是層出不窮。本項(xiàng)目中的虛擬軍事場(chǎng)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(yīng)的硬件傳感器電路和驅(qū)動(dòng)程序，將捕捉到的動(dòng)作進(jìn)行映射即可，可移植性極強(qiáng)。
