[发明专利]一种基于穿戴设备的军事装备操作训练系统及方法

说明书

本发明实施例提供了一种基于穿戴设备的军事装备操作训练系统，其特征在于，包括：手套、头盔、电脑以及运动跟踪装置；其中，所述手套包括第一跟踪定位单元、传感单元以及数据传输单元；所述运动跟踪装置根据所述第一跟踪定位单元对手套进行捕捉和定位；所述传感单元用于获取手部姿态数据，通过所述数据传输单元将手部姿态数据传输至电脑；所述头盔佩戴于头部，包括第二跟踪定位单元、显示器以及数据线；所述运动跟踪装置根据所述第二跟踪定位单元采集头盔的位置信息，对头盔位置信息进行捕捉和定位；所述电脑用于接收运动跟踪装置采集的手部姿态数据以及头盔的位置信息，并将上述信息进行处理，通过数据线传输至头盔，显示于所述头盔的显示器上。

技术领域

本发明属于虚拟现实领域，涉及一种基于穿戴设备的军事装备操作训练系及方法。

背景技术

随着现代战争装备系统日趋复杂，导致装备数量有限而日常训练主要集中于单兵训练，系统级战术对抗训练覆盖率很低。依靠实际装备的传统战术训练虽然是最贴近实际的训练方式，但是不可避免的存在如下问题：

(1)训练成本高、效率低、安全性差。实际装备价值昂贵，损坏实装元件后修复成本高；实际装备不可复制，同时还需保证其战备完好率，能够应用到操作训练的装备数量有限，无法开展多组训练，战术经验难以有效传递。

(2)训练科目覆盖率低，很难在实战训练条件下改变战斗状况来反复进行各种战场态势下的战术和决策研究。

可以看出，传统的训练方法已无法满足当前的训练要求，无法全面展开战术对抗，因此需要一种现代化的训练手段替代实际装备开展战术对抗训练。为解决上述问题，训练单位采用半实物模拟训练技术或虚拟训练技术来提高训练的效率，半实物模拟训练能够为受训人员提供真实的装备感觉并带来良好的实践动手能力，但是半实物模拟器制作成本依然很高，且体积较大不利于移动；虚拟现实训练技术可以通过建立虚拟训练环境来训练军事人员，可以方便地反复组织，节省训练经费，节省场地，安全无污染，训练不受时间、场地、气候等因素的影响，减少了训练保障人员和工作量，保证装备的完好率，提高了训练的消费比。

虚拟现实系统往往通过头盔显示器、手柄及空间定位系统等设备给使用者提供沉浸式体验，该设备提供了较好的构想性和沉浸感，但是使用手柄操作时交互性却不够理想，难以提供给用户真实的虚拟感受，交互设备、图形工作站及其它硬件设备之间的连线也会严重影响到操作者的体感。

发明内容

为了更好的提高虚拟环境中的交互性能，需要使用穿戴设备代替手柄，同时缩小设备尺寸，自主构建便携式的虚拟操作训练系统，从而加强交互的自然性，本发明的提供了一种基于穿戴设备的军事装备操作训练系统。

本发明提供了一种基于穿戴设备的军事装备操作训练系统，其特征在于，包括：手套、头盔、电脑以及运动跟踪装置；其中，所述手套包括第一跟踪定位单元、传感单元以及数据传输单元；所述运动跟踪装置根据所述第一跟踪定位单元对手套进行捕捉和定位；所述传感单元用于获取手部姿态数据，通过所述数据传输单元将手部姿态数据传输至电脑；所述头盔佩戴于头部，包括第二跟踪定位单元、显示器以及数据线；所述运动跟踪装置根据所述第二跟踪定位单元采集头盔的位置信息，对头盔位置信息进行捕捉和定位；所述电脑用于接收运动跟踪装置采集的手部姿态数据以及头盔的位置信息，并将上述信息进行处理，通过数据线传输至头盔，显示于所述头盔的显示器上。

优选地，所述运动跟踪装置包括摄像头和驱动器，所述摄像头用于捕捉第一跟踪定位单元、第二跟踪定位单元；驱动器通过视频数据线与摄像头连接，用于对摄像头的跟踪信号进行处理以及和电脑处理器进行信号传输。

优选地，所述第一跟踪定位单元为跟踪定位标识，安装于手套背部。

优选地，传感单元为微惯性传感器，包括安装于每根手指关节处的用于获取手指关节状态的微惯性传感器，以及安装于手腕处的用于获取手腕状态的微惯性传感器。