狙击虚拟仿真训练系统/射击场自动报靶器系统
【智慧训练】狙击虚拟仿真训练系统
功能说明
狙击手作为可在局部战场一锤定音的重要力量，近年来在历次反恐战争、局部冲突中发挥了举足轻重的关键作用。其作战效能主要体现在：进攻、防御、相持和特种作战等不同阶段。军队狙击手的最大作战效能是威慑，通过操控手中作战系统或引导远程精确火力，出其不意、精准毁伤敌方有生力量、高价值目标，以最大程度削弱敌方士气；警察狙击手的最大作战效能是最小附带伤害前提下的高精准杀伤。
近年来，我军开始广泛列装多种型号单兵高精度狙击武器。这类高精度、远距离狙击武器需要士兵掌握较为复杂弹道学知识和大量的实弹射击训练（上千至上万发）才能较好的发挥武器的作战效能。然而狙击系统弹药单价较高（高精度狙击步枪专用弹价格普遍高于 40元/发）、所需射击训练场地条件高、枪/炮管使用寿命有限，导致整体训练成本居高不下。不少单位常常会采取缩减训练频次的方法延长武器精度寿命。大量射击训练才能发挥出武器作战效能的与高昂的训练成本构成了明显的现实矛盾。
虚拟仿真训练系统，采用虚拟现实半实物仿真方案，能够准确模拟真实狙击武器的操作使用和弹道轨迹，同时对训练场地和时长几乎无限制，对武器装备零损耗，对参训人员绝对安全，还能够在虚拟环境中实现比传统靶场射击更贴近实战化的战场环境射击模拟，可普遍用于部队的狙击武器射击基础理论教学训练和日常高频化训练，协助狙击武器使用的军事技术在部队中快速推广和普及。
训练系统使用 UE4 三维引擎开发制作三维仿真战场环境和各种程序可视化功能，将轻武器外弹道算法与虚拟现实实物仿真设备相结合，可在虚拟环境中高度仿真多型号轻武器外弹道射击参数和特性。缩短狙击手的训练周期。
按照传统的狙击手选拔和培养程序，一名经验丰富的合格狙击手成长周期通常需要 5-8年时间。采用《狙击虚拟仿真训练系统》进行 2-3 个月的狙击专项训练；在实枪实弹训练系统的辅助下进行 3-6 个月的狙击专项训练和检验考核。此过程可以快速提升狙击手的技能水平，将传统的培养周期最短可缩短至 6 个月。提升狙击手的训练效率
虚拟仿真训练系统可在不使用实枪实弹的情况下，对狙击手的常规训练进行全仿真模拟，极大程度的解决了射击场地距离短缺、枪弹消耗成本高等问题。 设备组成系统由 5 部分组成：虚拟现实专用狙击枪模拟器、虚拟现实专用光学瞄准镜传感器、通讯集成中控、高性能计算机、虚拟现实眼镜及定位系统。
⑴虚拟现实专用狙击枪模拟器。可通过内置在道具内的传感器获取枪型道具上各个活动功能组件的传感数据，用于驱动虚拟现实内容中的虚拟狙击步枪上各个活动功能组件的运动，实现在虚拟现实环境中 1：1 还原狙击步枪操作；
⑵虚拟现实专用光学瞄准镜传感器。可通过内置在道具内的传感器获取光学瞄准镜仿真道具上各个调节手轮的转动传感数据，用于驱动虚拟现实内容中的光学瞄准镜上各个调节手轮的转动数值，实现在虚拟现实环境中 1：1 还原通过转动调节瞄准镜上的手轮，控制瞄准镜分划线移动来修正弹道或其他相关功能；
⑶通讯集成中控。用于对狙击步枪仿真道具和光学瞄准镜仿真道具的传感器数据进行统一编码处理，并通过有线或无线传输模块将传感器数据实时发送给运行对应虚拟现实仿真内容的计算机；
⑷高性能计算机。用于呈现虚拟仿真训练内容；
⑸虚拟现实眼镜及定位系统。使用先进虚拟现实定位装置，对枪械仿真道具及光学瞄准镜仿真道具进行毫米级空间定位并显示仿真训练内容。
技术特点
本系统的轻武器外弹道算法对相同参数的子弹进行理想外弹道解算，在子弹有效射程内，两者对弹道下坠与风偏的解算结果相差小于 0.1%；对相同参数的子弹进行随机气象条件下的外弹道解算，在子弹有效射程内，两者对弹道下坠与风偏的解算结果相差小于 0.5%；轻武器高仿真度外弹道算法可视化系统采用最先进的 UE4 引擎开发，对弹道解算速度大于 100 次/秒。
核心技术：
⑴抛射物空气阻力下坠方程的 C++数学建模；
⑵子弹弹形相关的飞行马赫数动态曲线的 C++数学建模；
⑶子弹飞行过程中自旋陀螺漂移效应方程的 C++数学建模；
⑷子弹飞行过程中横向风偏移方程的 C++数学建模；
⑸子弹飞行过程中马格努斯效应偏移方程的 C++数学建模；
⑹高仿真度弹道算法的 UE4 集成与实时可视化；
⑺军用光学仪器密位分划的 UE4 建模与实时可视化；
⑻1：1 仿真操作的光学瞄准镜传感器软硬件系统的研发与集成；
⑼1：1 仿真操作的狙击枪模拟器软硬件系统的研发与集成。
