本發(fā)明涉及武器射擊領(lǐng)域，具體涉及一種射擊訓(xùn)練系統(tǒng)及射擊訓(xùn)練方法。

背景技術(shù)：

射擊是一項(xiàng)需要精神和身體高度集中注意力的運(yùn)動(dòng)，需要極高的準(zhǔn)確性來獲得較高的分?jǐn)?shù)或者贏得比賽。射擊訓(xùn)練可以提高射擊技能，射擊訓(xùn)練的目標(biāo)是擊中靶心，射擊的準(zhǔn)確性可以由目標(biāo)靶上的射擊點(diǎn)的位置度量。在傳統(tǒng)的射擊訓(xùn)練中，射擊者要求具有專業(yè)的姿態(tài)，瞄準(zhǔn)方向和扳動(dòng)武器的動(dòng)作。設(shè)計(jì)一套用戶友好的、成本低廉的射擊訓(xùn)練系統(tǒng)，以幫助提高射擊者的射擊技能是很有必要的。

現(xiàn)有技術(shù)提供了一種現(xiàn)場(chǎng)仿真的射擊訓(xùn)練系統(tǒng)，由真實(shí)的人使用真實(shí)的武器進(jìn)行訓(xùn)練。在現(xiàn)場(chǎng)仿真系統(tǒng)中，通常武器上需要配置傳感器檢測(cè)武器的瞄準(zhǔn)方向，在目標(biāo)靶上需要配置傳感器來檢測(cè)射擊點(diǎn)的位置，或者靶子由特殊的材料制成，可記錄多次射擊點(diǎn)的位置。同時(shí)，射擊者還需要佩戴眼鏡等裝置輔助瞄準(zhǔn)訓(xùn)練。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)仿真系統(tǒng)來說，武器、靶子或者射擊者需要配置一些裝置幫助射擊者進(jìn)行射擊訓(xùn)練，顯然，這些額外配置的裝置增加了射擊者的射擊前的準(zhǔn)備工作，妨礙了系統(tǒng)的易用性。并且，對(duì)于射擊比賽選手、狩獵者、軍事狙擊手、SWAT特勤小組及其它人士而言，在實(shí)際的射擊比賽/射擊任務(wù)中，武器、靶子或者射擊者都不允許或不方便佩戴裝置，因此，訓(xùn)練場(chǎng)景中得到的射擊經(jīng)驗(yàn)很難應(yīng)用于實(shí)踐中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例要解決的技術(shù)問題是提供一種射擊訓(xùn)練系統(tǒng)及射擊訓(xùn)練方法，提高射擊訓(xùn)練系統(tǒng)的易用性，使射擊訓(xùn)練更符合實(shí)際的射擊實(shí)踐。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明實(shí)施例提供的射擊訓(xùn)練方法，包括：

獲得第一傳感器檢測(cè)到的一武器的發(fā)射點(diǎn)位置和瞄準(zhǔn)方向，以及，獲得第二傳感器檢測(cè)到的射擊環(huán)境條件，其中，所述第一傳感器和第二傳感器分別固定設(shè)置于一預(yù)設(shè)世界坐標(biāo)系中的第一預(yù)定位置和第二預(yù)定位置，且所述第一預(yù)定位置和第二預(yù)定位置均獨(dú)立于射擊者、武器和目標(biāo)靶；

在所述發(fā)射點(diǎn)位置、瞄準(zhǔn)方向以及射擊環(huán)境條件下，根據(jù)預(yù)先建立的所述武器的發(fā)射物軌跡模型，預(yù)測(cè)所述武器發(fā)射的發(fā)射物在一目標(biāo)靶上的射擊點(diǎn)預(yù)估位置；

向射擊者提示所述射擊點(diǎn)預(yù)估位置。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供的射擊訓(xùn)練系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)采集單元，配置用于獲得第一傳感器檢測(cè)到的一武器的發(fā)射點(diǎn)位置和瞄準(zhǔn)方向，以及，獲得第二傳感器檢測(cè)到的射擊環(huán)境條件，其中，所述第一傳感器和第二傳感器分別固定設(shè)置于一預(yù)設(shè)世界坐標(biāo)系中的第一預(yù)定位置和第二預(yù)定位置，且所述第一預(yù)定位置和第二預(yù)定位置均獨(dú)立于射擊者、武器和目標(biāo)靶；

數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)單元，配置用于在所述發(fā)射點(diǎn)位置、瞄準(zhǔn)方向以及射擊環(huán)境條件下，根據(jù)預(yù)先建立的所述武器的發(fā)射物軌跡模型，預(yù)測(cè)所述武器發(fā)射的發(fā)射物在一目標(biāo)靶上的射擊點(diǎn)預(yù)估位置；

射擊建議報(bào)告單元，配置用于向射擊者提示所述射擊點(diǎn)預(yù)估位置。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供的射擊訓(xùn)練系統(tǒng)，包括：

目標(biāo)靶；

第一傳感器，檢測(cè)一武器的發(fā)射點(diǎn)位置和瞄準(zhǔn)方向；

第二傳感器，檢測(cè)射擊環(huán)境條件；

處理設(shè)備，根據(jù)預(yù)先建立的所述武器的發(fā)射物軌跡模型，預(yù)測(cè)在所述發(fā)射點(diǎn)位置、瞄準(zhǔn)方向以及射擊環(huán)境條件下，所述武器發(fā)射的發(fā)射物在一目標(biāo)靶上的射擊點(diǎn)預(yù)估位置；

輸出設(shè)備，向射擊者提示預(yù)測(cè)得到的射擊點(diǎn)預(yù)估位置；

其中，所述第一傳感器和第二傳感器分別固定設(shè)置于一預(yù)設(shè)世界坐標(biāo)系中的第一預(yù)定位置和第二預(yù)定位置，且所述第一預(yù)定位置和第二預(yù)定位置均獨(dú)立于射擊者、武器和目標(biāo)靶。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例提供的射擊訓(xùn)練系統(tǒng)和方法，不需要在射擊者/武器/目標(biāo)靶上配置傳感器等輔助裝置，使得射擊訓(xùn)練場(chǎng)景與實(shí)際的射擊場(chǎng)景相類似，從而可以簡(jiǎn)化射擊訓(xùn)練流程，方便射擊者的使用，提高射擊者的用戶使用體驗(yàn)并改善系統(tǒng)的訓(xùn)練效果。另外，本發(fā)明實(shí)施例還可以利用射擊者的歷史射擊數(shù)據(jù)，輔助射擊者的射擊訓(xùn)練以及提供個(gè)性化的射擊訓(xùn)練。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的目標(biāo)靶的示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的射擊訓(xùn)練系統(tǒng)的一種具體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的射擊訓(xùn)練方法的流程示意圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的子彈軌跡與目標(biāo)靶的射擊點(diǎn)預(yù)估位置示意圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的射擊訓(xùn)練系統(tǒng)的一種功能結(jié)構(gòu)框圖；

圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的射擊訓(xùn)練系統(tǒng)的一種硬件結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

首先對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中涉及的相關(guān)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行說明：

“武器”是射擊活動(dòng)中各種武器(槍械、弓箭、弩等)的統(tǒng)稱。

“靶心”是目標(biāo)靶的中心；“發(fā)射點(diǎn)位置”是武器所在的位置，具體的，對(duì)于槍械來說可以是槍口的位置，對(duì)于弓箭來說可以是箭頭所在的位置。

“瞄準(zhǔn)點(diǎn)”是射擊者進(jìn)行射擊時(shí)瞄準(zhǔn)的點(diǎn)。

“瞄準(zhǔn)方向”是射擊訓(xùn)練中武器的瞄準(zhǔn)的方向。

“射擊點(diǎn)實(shí)際位置”是指射擊時(shí)目標(biāo)靶上被擊中的點(diǎn)的位置。

“射擊點(diǎn)預(yù)估位置”是基于歷史射擊數(shù)據(jù)或射擊點(diǎn)位置預(yù)測(cè)模型，在當(dāng)前的射擊環(huán)境條件、瞄準(zhǔn)方向以及發(fā)射點(diǎn)位置等條件下，預(yù)估得到的武器在目標(biāo)靶上擊中的點(diǎn)的位置。

圖1給出了目標(biāo)靶中的多個(gè)點(diǎn)的示意圖，如靶心21、射擊者的瞄準(zhǔn)點(diǎn)22、射擊點(diǎn)預(yù)估位置23、以及射擊點(diǎn)實(shí)際位置24。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提出了一套射擊訓(xùn)練系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過向射擊者提供瞄準(zhǔn)方向的調(diào)整建議，達(dá)到訓(xùn)練射擊者的射擊技能的目的，并且，該系統(tǒng)無(wú)需射擊者佩戴什么輔助裝置，即射擊者在該系統(tǒng)中的射擊方式，與該射擊者在實(shí)際射擊場(chǎng)景(如射擊比賽、狩獵、警方執(zhí)法等)中的射擊方式接近，從而可以有效地提高系統(tǒng)的訓(xùn)練效果，并且由于不需要在武器或射擊者本身配置輔助裝置，從而可以簡(jiǎn)化該系統(tǒng)的使用，提高系統(tǒng)的易用性，改善用戶的使用體驗(yàn)。

請(qǐng)參考圖2，圖2示意性的示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的射擊訓(xùn)練系統(tǒng)的組成部分，如圖2所示，該射擊訓(xùn)練系統(tǒng)包括：

武器11；

目標(biāo)靶19；

第一傳感器12，檢測(cè)武器11的發(fā)射點(diǎn)位置和瞄準(zhǔn)方向；

第二傳感器13，檢測(cè)射擊環(huán)境條件；

處理設(shè)備(圖中未示出)，根據(jù)預(yù)先建立的所述武器11的發(fā)射物軌跡模型，預(yù)測(cè)在所述發(fā)射點(diǎn)位置、瞄準(zhǔn)方向以及射擊環(huán)境條件下，所述武器11發(fā)射的發(fā)射物(圖中未示出)在目標(biāo)靶19上的射擊點(diǎn)預(yù)估位置；

輸出設(shè)備，向射擊者提示預(yù)測(cè)得到的射擊點(diǎn)預(yù)估位置；

其中，所述第一傳感器12和第二傳感器13分別固定設(shè)置于一預(yù)設(shè)世界坐標(biāo)系中的第一預(yù)定位置和第二預(yù)定位置，且所述第一預(yù)定位置和第二預(yù)定位置均獨(dú)立于射擊者、武器和目標(biāo)靶。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述武器11可以是槍械、弓箭、弩等設(shè)備，武器11可以發(fā)射相應(yīng)的發(fā)射物(如子彈、箭等)。圖1中示出的武器11為槍械。目標(biāo)靶19則是以設(shè)置在遠(yuǎn)離射擊者的一端，目標(biāo)靶19上通常包括有靶心。

圖1中，第一傳感器12和第二傳感器13均固定安裝在一個(gè)支架20的橫梁上。第一傳感器12安裝在橫梁下方，朝向下方的射擊者，用以檢測(cè)該射擊者所持武器11的瞄準(zhǔn)方向和發(fā)射點(diǎn)位置。具體的，所述第一傳感器12可以采用雙目相機(jī)等設(shè)備，雙目相機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)觀測(cè)目標(biāo)的定位，如確定槍口的位置。在本實(shí)施例中，還可以由雙目相機(jī)檢測(cè)武器11的姿態(tài)(如槍管的姿態(tài))，獲得武器11的瞄準(zhǔn)方向，該方向用于計(jì)算發(fā)射物(如子彈)的初始運(yùn)動(dòng)方向。所述第二傳感器13則安裝在橫梁上方，用以檢測(cè)射擊環(huán)境條件，該環(huán)境條件包 括風(fēng)速、風(fēng)向、濕度、溫度、大氣壓強(qiáng)中的至少一種。具體的，第二傳感器13可以包括風(fēng)力傳感器、溫/濕度傳感器、氣壓傳感器等傳感器中的至少一種，或者是集成有上述至少一種傳感器的設(shè)備。

從圖1可以看出，第一傳感器12和第二傳感器13的安裝位置與射擊者10、武器11、目標(biāo)靶19均無(wú)關(guān)，即第一傳感器12和第二傳感器13均獨(dú)立于射擊者10、武器11和目標(biāo)靶19，也就是說，本發(fā)明實(shí)施例的射擊訓(xùn)練系統(tǒng)中，射擊者、武器和目標(biāo)靶19都不需要配置/佩戴上述傳感器，由此使得射擊訓(xùn)練場(chǎng)景類似于實(shí)際的射擊場(chǎng)景(如射擊比賽、狩獵、警方執(zhí)法等)。

圖1所示的所述射擊訓(xùn)練系統(tǒng)還包括有第三傳感器14，在射擊者10操作所述武器11擊發(fā)發(fā)射物之后，檢測(cè)所述發(fā)射物在目標(biāo)靶上的射擊點(diǎn)實(shí)際位置。本發(fā)明實(shí)施例中，第三傳感器14固定設(shè)置于所述預(yù)設(shè)世界坐標(biāo)系中的第三預(yù)定位置，且所述三預(yù)定位置獨(dú)立于射擊者、武器和目標(biāo)靶。即第三傳感器14獨(dú)立于射擊者10、武器11和目標(biāo)靶19設(shè)置，也就是說，本發(fā)明實(shí)施例的射擊訓(xùn)練系統(tǒng)匯總，射擊者、武器和目標(biāo)靶19都不需要配置/佩戴上述傳感器，以使射擊訓(xùn)練場(chǎng)景接近于實(shí)際的射擊場(chǎng)景。第三傳感器14可以采用雙目相機(jī)等設(shè)備。在圖1中，第三傳感器14安裝在支架20的橫梁上，且朝向目標(biāo)靶的方向，用于對(duì)目標(biāo)靶19進(jìn)行定位以及在射擊者擊發(fā)武器發(fā)射出發(fā)射物(如發(fā)射子彈或箭矢)后，檢查目標(biāo)靶上發(fā)射物擊中的位置(即射擊點(diǎn)實(shí)際位置)。

圖1中，用于檢測(cè)瞄準(zhǔn)方向的第一傳感器12和用于檢測(cè)射擊點(diǎn)位置的第三傳感器14是兩個(gè)不同的傳感器。當(dāng)然，檢測(cè)瞄準(zhǔn)方向和射擊點(diǎn)位置可以由同一個(gè)傳感器來進(jìn)行處理，即本發(fā)明實(shí)施例中，上述第一傳感器12和第三傳感器14可以是同一個(gè)傳感器。

本發(fā)明實(shí)施例中，可以為射擊訓(xùn)練系統(tǒng)建立一個(gè)參考坐標(biāo)系(世界坐標(biāo)系)，上述傳感器均固定設(shè)置于該世界坐標(biāo)系中的對(duì)應(yīng)位置，第一傳感器12和第三傳感器14在對(duì)武器/目標(biāo)靶定位時(shí)，可以依據(jù)自身的坐標(biāo)系(如攝像機(jī)坐標(biāo)系)檢測(cè)武器/目標(biāo)靶/射擊點(diǎn)實(shí)際位置的坐標(biāo)，然后由該傳感器或者處理設(shè)備進(jìn)行攝像機(jī)坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，獲得武器/目標(biāo)靶/射擊點(diǎn)實(shí)際位置在世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(三維空間坐標(biāo))，具體轉(zhuǎn)換方式可以參考相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，為節(jié)約篇幅不再贅述。

圖1中，射擊訓(xùn)練系統(tǒng)的處理設(shè)備可以預(yù)先建立武器11的發(fā)射物軌跡模型(如子彈軌跡模型、弓箭軌跡模型等)，進(jìn)而在當(dāng)前武器狀態(tài)以及射擊環(huán)境條件下，利用該模型來進(jìn)行發(fā)射物軌跡估計(jì)，根據(jù)發(fā)射物軌跡與目標(biāo)靶的相交的點(diǎn)，預(yù)測(cè)射擊點(diǎn)的位置，得到射擊點(diǎn)預(yù)估位置。

現(xiàn)有技術(shù)有很多的子彈軌跡模型以及軌跡估計(jì)方法，本發(fā)明實(shí)施例可以借鑒現(xiàn)有技術(shù)的這些模型和方法，建立發(fā)射物軌跡模型。以子彈為例，子彈軌跡受很多因素的影響，如武器類型、子彈類型、環(huán)境條件(溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓)、重力等因素的影響。為了預(yù)測(cè)射擊點(diǎn)的位置，利用子彈軌跡模塊，計(jì)算在當(dāng)前的射擊點(diǎn)位置、瞄準(zhǔn)方向、射擊者、武器類型、子彈類型、射擊環(huán)境條件等因素下的子彈軌跡，進(jìn)而確定所述子彈軌跡與目標(biāo)靶的相交點(diǎn)，得到射擊點(diǎn)預(yù)估位置?？梢钥闯觯闇?zhǔn)方向、射擊者、武器類型、發(fā)射物類型(如子彈類型)、射擊環(huán)境條件都是影響射擊點(diǎn)預(yù)估位置的變量。

子彈或其他發(fā)射物的彈道軌跡，可以通過運(yùn)動(dòng)定律來確定。一顆子彈以由槍械特性及彈藥筒特性等因素所確定的出膛初速度，并沿著膛線從槍管射出。彈藥筒特性可包括如彈藥筒中火藥量等因素。一旦子彈離開了槍管，作用到子彈上的外力可能導(dǎo)致子彈飛行軌跡的改變。影響子彈的主要的力是重力、風(fēng)力和摩擦阻力。

在真空中，當(dāng)子彈被水平發(fā)射時(shí)，水平速度分量沒有遇到阻力并保持恒定，而恒定的重力將使得子彈垂直下落，其整體效果是子彈遵循一條已知的拋物線路徑。但在空氣中，空氣產(chǎn)生了摩擦阻力，使得子彈速度的水平分量和垂直分量均慢下來。由于速度降低，到達(dá)給定距離所需的飛行時(shí)間增加。較長(zhǎng)的飛行時(shí)間使得由于重力而造成的下落程度進(jìn)一步增大。另外，風(fēng)力也可能影響子彈的彈道軌跡。

更具體地關(guān)注摩擦阻力，作用到子彈上的摩擦阻力是由于作用到子彈表面上的壓力不同，以及空氣沿子彈表面發(fā)生摩擦。這些力取決于多種因素，包括子彈形狀和速度、以及周圍空氣的密度。溫度、壓力或濕度的改變將改變空氣的密度，使其偏離標(biāo)準(zhǔn)海平面條件，這進(jìn)而可能影響對(duì)子彈所施加的摩擦阻力。例如，在較高溫度下空氣密度較低，導(dǎo)致摩擦阻力降低。作為另一個(gè)例子，在較高的大氣壓下空氣密度較高，導(dǎo)致摩擦阻力增加。

現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)子彈確定了在標(biāo)準(zhǔn)海平面大氣條件下相對(duì)于不同形式的因素作為子彈速度的函數(shù)的摩擦阻力系數(shù)。并且，已經(jīng)開發(fā)出根據(jù)由摩擦阻力而引起的多種因素對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)子彈的速度延遲進(jìn)行預(yù)測(cè)的數(shù)學(xué)模型。軍火商對(duì)他們的子彈進(jìn)行測(cè)試，并公布將他們的子彈的速度延遲與標(biāo)準(zhǔn)子彈的速度延遲相關(guān)聯(lián)的彈道系數(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)開發(fā)出基于不同的因素，如初始出膛速度、彈道系數(shù)、重力以及像風(fēng)力、壓力、溫度和濕度這樣的主要環(huán)境條件，對(duì)子彈的彈道軌跡進(jìn)行預(yù)測(cè)的計(jì)算機(jī)程序。本發(fā)明實(shí)施例中的處理設(shè)備，可以直接利用這些計(jì)算機(jī)程序，來計(jì)算發(fā)射物(子彈)的軌跡，預(yù)測(cè)目標(biāo)靶上的射擊點(diǎn)位置(射擊點(diǎn)預(yù)估位置)，這里不再進(jìn)行贅述。

本發(fā)明實(shí)施例中，輸出設(shè)備可以向射擊者提示預(yù)測(cè)得到的射擊點(diǎn)預(yù)估位置。進(jìn)一步的，還可以由處理設(shè)備根據(jù)所述瞄準(zhǔn)方向和預(yù)測(cè)得到的射擊點(diǎn)預(yù)估位置，確定瞄準(zhǔn)方向的調(diào)整建議，進(jìn)而由輸出設(shè)備向射擊者提示提示所述瞄準(zhǔn)方向的調(diào)整建議。

如圖1所示，該輸出設(shè)備可以包括安裝在支架20上的一個(gè)揚(yáng)聲器15，揚(yáng)聲器可以通過語(yǔ)音方式提示，例如，在射擊者10手持武器11，瞄準(zhǔn)目標(biāo)靶19的過程中(圖1中還示出了射擊者10的視線方向18)，該訓(xùn)練系統(tǒng)可以給出對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音提示，如通過語(yǔ)音提示“射擊點(diǎn)預(yù)估位置在8環(huán)的1點(diǎn)鐘位置”或者提示“射擊點(diǎn)預(yù)估位置在靶心的右上方”。該輸出設(shè)備還可以包括安裝在支架20上的一個(gè)圖像顯示裝置16，該圖像顯示裝置16通過靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖像方式來提示射擊點(diǎn)預(yù)估位置，例如，顯示目標(biāo)靶的靜態(tài)圖像以及動(dòng)態(tài)顯示(如閃爍顯示)射擊點(diǎn)預(yù)估位置在該圖像上的具體位置。進(jìn)一步的，顯示裝置16還可以與射擊者進(jìn)行交互，例如根據(jù)射擊者輸入的身份標(biāo)識(shí)，進(jìn)行射擊者的系統(tǒng)登錄或登出，以及根據(jù)射擊者輸入的圖像操作指令，放大或縮小顯示的圖像等。

圖1中還示出了支架20的底座上安裝的水平儀(level meter)17，在安裝該支架20時(shí)，可以利用水平儀17對(duì)支架底座進(jìn)行校正，使底座處于水平位置。

本發(fā)明實(shí)施例的所述射擊訓(xùn)練系統(tǒng)還可以包括一存儲(chǔ)設(shè)備(圖1中未示出)，該存儲(chǔ)設(shè)備可以是硬盤、內(nèi)存以及其他形式的存儲(chǔ)卡設(shè)備，用于將所述武器的武器信息、所述武器在發(fā)射所述發(fā)射物時(shí)的瞄準(zhǔn)方向和射擊環(huán)境條件、以及射擊點(diǎn)實(shí)際位置作為一份歷史射擊數(shù)據(jù)，保存在所述射擊者的歷史射擊數(shù) 據(jù)庫(kù)中。

由于不同的射擊者在操作武器時(shí)具有不同的個(gè)性化特點(diǎn)，例如，不同射擊者對(duì)武器的握持力量、擊發(fā)動(dòng)作以及穩(wěn)度都有所差異。即時(shí)兩個(gè)射擊者在完全相同的射擊環(huán)境條件以及發(fā)射點(diǎn)位置和瞄準(zhǔn)方向下，操作相同的武器所獲得的射擊點(diǎn)位置也很可能不同。射擊者的歷史射擊數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的射擊者的歷史射擊數(shù)據(jù)，是在某種具體射擊環(huán)境條件和武器狀態(tài)(如武器型號(hào)、子彈型號(hào)、發(fā)射點(diǎn)位置和瞄準(zhǔn)方向等)下實(shí)際測(cè)得的，這對(duì)于該射擊者來說具有較好的參考性，可以用于該射擊者后續(xù)的射擊點(diǎn)位置預(yù)測(cè)。

因此，本發(fā)明實(shí)施例中的所述處理設(shè)備，在進(jìn)行射擊點(diǎn)位置預(yù)估時(shí)，可以進(jìn)一步根據(jù)所述發(fā)射點(diǎn)位置、瞄準(zhǔn)方向以及射擊環(huán)境條件，在所述射擊者的歷史射擊數(shù)據(jù)庫(kù)中查找匹配的歷史射擊數(shù)據(jù)：若查找到匹配的歷史射擊數(shù)據(jù)，則可以不再通過軌跡模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，而是直接將該匹配的歷史射擊數(shù)據(jù)中的射擊點(diǎn)實(shí)際位置，作為所述射擊點(diǎn)預(yù)估位置；若未查找到匹配的歷史射擊數(shù)據(jù)，則在所述發(fā)射點(diǎn)位置、瞄準(zhǔn)方向以及射擊環(huán)境條件下，根據(jù)預(yù)先建立的所述武器的發(fā)射物軌跡模型，預(yù)測(cè)所述武器發(fā)射的發(fā)射物在一目標(biāo)靶上的射擊點(diǎn)預(yù)估位置。

另外，基于射擊者的歷史射擊數(shù)據(jù)庫(kù)，本實(shí)施例的射擊訓(xùn)練系統(tǒng)可以分析射擊者的射擊技能上的不足或改進(jìn)點(diǎn)，相應(yīng)的在射擊過程中進(jìn)行針對(duì)性的、個(gè)性化的射擊訓(xùn)練，例如，在射擊點(diǎn)實(shí)際位置劣于預(yù)估位置時(shí)，說明在武器發(fā)射過程中瞄準(zhǔn)方向或發(fā)射位置發(fā)生了較大幅度的變化，此時(shí)可以提示射擊者采用合理的武器握持姿態(tài)和擊發(fā)動(dòng)作，以減小發(fā)射物發(fā)射瞬間武器的姿態(tài)變化(如因槍械后坐力導(dǎo)致的姿態(tài)變化等)。又例如，基于射擊者的歷史射擊數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得射擊者針對(duì)各種武器的射擊成績(jī)，進(jìn)而確定射擊成績(jī)低于預(yù)定門限的武器，然后提示射擊者針對(duì)該武器加強(qiáng)訓(xùn)練等。

下面結(jié)合圖3描述本發(fā)明實(shí)施例提供的射擊訓(xùn)練方法的流程，如圖4所示，該射擊訓(xùn)練方法包括以下步驟：

步驟31，獲得第一傳感器檢測(cè)到的一武器的發(fā)射點(diǎn)位置和瞄準(zhǔn)方向，以及，獲得第二傳感器檢測(cè)到的射擊環(huán)境條件，其中，所述第一傳感器和第二傳感器分別固定設(shè)置于一預(yù)設(shè)世界坐標(biāo)系中的第一預(yù)定位置和第二預(yù)定位置，且 所述第一預(yù)定位置和第二預(yù)定位置均獨(dú)立于射擊者、武器和目標(biāo)靶。

這里，第一傳感器可以是雙目相機(jī)等能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位的設(shè)備。所述射擊環(huán)境條件包括風(fēng)速、風(fēng)向、濕度、溫度、大氣壓強(qiáng)中的至少一種，第二傳感器可以是風(fēng)力傳感器、溫濕度傳感器、氣壓傳感器等設(shè)備。本發(fā)明實(shí)施例中，可以由第一傳感器檢測(cè)所述武器在所述世界坐標(biāo)系中的發(fā)射點(diǎn)(如槍口)的三維位置坐標(biāo)，得到所述武器的發(fā)射點(diǎn)位置；可以由第一傳感器采集到的所述武器的發(fā)射部(如槍管)的姿態(tài)，進(jìn)而由第一傳感器或其他處理設(shè)備，根據(jù)該姿態(tài)計(jì)算得到武器的瞄準(zhǔn)方向。

步驟32，在所述發(fā)射點(diǎn)位置、瞄準(zhǔn)方向以及射擊環(huán)境條件下，根據(jù)預(yù)先建立的所述武器的發(fā)射物軌跡模型，預(yù)測(cè)所述武器發(fā)射的發(fā)射物在一目標(biāo)靶上的射擊點(diǎn)預(yù)估位置。

本發(fā)明上述射擊訓(xùn)練方法中，預(yù)先建立武器的發(fā)射物軌跡模型，例如某種型號(hào)槍械的子彈軌跡模型。發(fā)射物軌跡模型的建立，可以參考現(xiàn)有技術(shù)的已有方法，還可以參考相應(yīng)產(chǎn)品提供商(如軍火商)提供的軌跡模型。利用該軌跡模型，計(jì)算所述武器在所述發(fā)射點(diǎn)位置、瞄準(zhǔn)方向以及射擊環(huán)境條件下的軌跡，進(jìn)而根據(jù)該軌跡以及目標(biāo)靶的位置，計(jì)算該軌跡與目標(biāo)靶的相交點(diǎn)，得到所述射擊點(diǎn)預(yù)估位置。

以發(fā)射物為子彈舉例，首先基于子彈類型和武器類型獲取子彈的初始速度；其次，建立發(fā)射物軌跡模型時(shí)，需要在該模型中綜合考慮瞄準(zhǔn)方向、射擊者信息、子彈以及武器類型、射擊環(huán)境條件(如風(fēng)速、風(fēng)向、溫濕度、氣壓)以及重力等因素，這些因素為軌跡模型的變量。在預(yù)測(cè)射擊點(diǎn)位置時(shí)，以當(dāng)前射擊者的信息、當(dāng)前的瞄準(zhǔn)方向、子彈類型、武器類型和環(huán)境條件/重力條件等作為模型的輸入，模型的輸出是子彈運(yùn)行軌跡以及在目標(biāo)靶上的射擊點(diǎn)預(yù)估位置。

在不考慮外界環(huán)境因素影響時(shí)，比如在真空條件下，子彈的軌跡僅受子彈從槍口射出時(shí)的初速度u、射出方向以及重力加速度的影響，子彈初速度u可以在三維坐標(biāo)系中進(jìn)行矢量分解，得到在豎直方向、垂直于目標(biāo)靶表面的第一水平方向、以及平行于目標(biāo)靶表面的第二水平方向的三個(gè)速度分量。這里假設(shè)目標(biāo)靶表面是與水平面相垂直的方式固定安裝在系統(tǒng)中的預(yù)定位置。

有以下公式可以描述子彈的軌跡：

S₁＝u₁t+1/2gt² (1)

S₂＝u₂t (2)

S₃＝u₃t (3)

上述公式中，S₁表示子彈在豎直方向的位移，S₂表示子彈在第一水平方向的位移，S₃表示子彈在第二水平方向的位移，u₁表示子彈初速度u在豎直方向的速度分量，u₂表示子彈初速度u在第一水平方向的速度分量，u₃表示子彈初速度u在第二水平方向的速度分量，t表示子彈的飛行時(shí)間。

然后，基于子彈槍口位置與目標(biāo)靶兩者之間在第一水平方向的距離，可以利用上述公式(2)計(jì)算得到子彈在擊中目標(biāo)靶前的飛行時(shí)間，進(jìn)而分別利用上述公式(1)和公式(3)計(jì)算子彈在擊中目標(biāo)靶前在豎直方向以及第二水平方向的位移；然后，可以根據(jù)槍口的位置坐標(biāo)和目標(biāo)靶的位置坐標(biāo)以及上述計(jì)算得到的位移，計(jì)算出子彈擊中目標(biāo)靶的位置。

在實(shí)際射擊環(huán)境中，需要綜合考慮射擊環(huán)境條件的影響，對(duì)以上公式進(jìn)行校正和改進(jìn)，進(jìn)而建立子彈軌跡模型，具體建模方式可以參考相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)，此處不再詳述。

圖4示出了武器11發(fā)射的子彈的軌跡21的一種示意圖。圖4中射擊者的視線18瞄準(zhǔn)目標(biāo)靶，武器11的瞄準(zhǔn)方向可以由世界坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)來表示，預(yù)測(cè)得到的目標(biāo)靶上的射擊點(diǎn)預(yù)估位置24也可以由世界坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)來表示。

步驟33，向射擊者提示所述射擊點(diǎn)預(yù)估位置。

在上述步驟33中，除了向射擊者提示所述射擊點(diǎn)預(yù)估位置外，本發(fā)明實(shí)施例還可以根據(jù)所述瞄準(zhǔn)方向和預(yù)測(cè)得到的射擊點(diǎn)預(yù)估位置，確定瞄準(zhǔn)方向的調(diào)整建議，然后，向射擊者提示提示所述瞄準(zhǔn)方向的調(diào)整建議，以使射擊者能夠適應(yīng)性的調(diào)整瞄準(zhǔn)方向，提供射擊成績(jī)。

以上步驟中，由于第一傳感器、第二傳感器均是獨(dú)立于射擊者/武器/目標(biāo)靶而設(shè)置，因此不需要在射擊者/武器/目標(biāo)靶上配置上述傳感器，使得射擊訓(xùn)練場(chǎng)景與實(shí)際的射擊場(chǎng)景相類似，并可以簡(jiǎn)化射擊訓(xùn)練流程，方便射擊者的使 用，提高射擊者的用戶使用體驗(yàn)并改善系統(tǒng)的訓(xùn)練效果。

本發(fā)明實(shí)施例提供的上述射擊訓(xùn)練方法，在射擊者操作所述武器擊發(fā)所述發(fā)射物之后，還可以進(jìn)一步獲得由第三傳感器檢測(cè)到的所述發(fā)射物在目標(biāo)靶上的射擊點(diǎn)實(shí)際位置；然后，將所述武器的武器信息、所述武器在發(fā)射所述發(fā)射物時(shí)的瞄準(zhǔn)方向和射擊環(huán)境條件、以及射擊點(diǎn)實(shí)際位置作為一份歷史射擊數(shù)據(jù)，保存在所述射擊者的歷史射擊數(shù)據(jù)庫(kù)中。這里，所述第三傳感器固定設(shè)置于所述預(yù)設(shè)世界坐標(biāo)系中的第三預(yù)定位置且所述三預(yù)定位置獨(dú)立于射擊者、武器和目標(biāo)靶，即第三傳感器是獨(dú)立于射擊者/武器/目標(biāo)靶而設(shè)置的，不需要在射擊者/武器/目標(biāo)靶處配置該傳感器。

更進(jìn)一步的，本發(fā)明實(shí)施例的射擊訓(xùn)練方法，在上述步驟32中，可以結(jié)合射擊者的歷史射擊數(shù)據(jù)，來進(jìn)行射擊點(diǎn)位置的預(yù)測(cè)。此時(shí)上述步驟32具體包括：根據(jù)所述發(fā)射點(diǎn)位置、瞄準(zhǔn)方向以及射擊環(huán)境條件，在所述射擊者的歷史射擊數(shù)據(jù)庫(kù)中查找匹配的歷史射擊數(shù)據(jù)：若查找到匹配的歷史射擊數(shù)據(jù)，則將該匹配的歷史射擊數(shù)據(jù)中的射擊點(diǎn)實(shí)際位置，作為所述射擊點(diǎn)預(yù)估位置；若未查找到匹配的歷史射擊數(shù)據(jù)，則在所述發(fā)射點(diǎn)位置、瞄準(zhǔn)方向以及射擊環(huán)境條件下，根據(jù)預(yù)先建立的所述武器的發(fā)射物軌跡模型，預(yù)測(cè)所述武器發(fā)射的發(fā)射物在一目標(biāo)靶上的射擊點(diǎn)預(yù)估位置。

本發(fā)明實(shí)施例的射擊訓(xùn)練方法，還可以針對(duì)射擊者提供個(gè)性化的射擊訓(xùn)練。例如，根據(jù)該射擊者的歷史射擊數(shù)據(jù)，找到該射擊者射擊成績(jī)較差的項(xiàng)目，并建議該射擊者針對(duì)該項(xiàng)目增加訓(xùn)練。再例如，根據(jù)該射擊者的歷史射擊數(shù)據(jù)，分析射擊者的射擊姿態(tài)或射擊操作行為，獲得相應(yīng)的改進(jìn)建議并向該射擊者提供上述改進(jìn)建議，等等。

請(qǐng)參照?qǐng)D5，圖5提供了本發(fā)明實(shí)施例的射擊訓(xùn)練系統(tǒng)的一種功能結(jié)構(gòu)圖，如圖5所示，該射擊訓(xùn)練系統(tǒng)包括：

數(shù)據(jù)采集單元51，配置用于獲得第一傳感器檢測(cè)到的一武器的發(fā)射點(diǎn)位置和瞄準(zhǔn)方向，以及，獲得第二傳感器檢測(cè)到的射擊環(huán)境條件，其中，所述第一傳感器和第二傳感器分別固定設(shè)置于一預(yù)設(shè)世界坐標(biāo)系中的第一預(yù)定位置和第二預(yù)定位置，且所述第一預(yù)定位置和第二預(yù)定位置均獨(dú)立于射擊者、武器和目標(biāo)靶；

數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)單元52，配置用于在所述發(fā)射點(diǎn)位置、瞄準(zhǔn)方向以及射擊環(huán)境條件下，根據(jù)預(yù)先建立的所述武器的發(fā)射物軌跡模型，預(yù)測(cè)所述武器發(fā)射的發(fā)射物在一目標(biāo)靶上的射擊點(diǎn)預(yù)估位置；

射擊建議報(bào)告單元53，配置用于向射擊者提示所述射擊點(diǎn)預(yù)估位置。

更進(jìn)進(jìn)一步的，所述射擊建議報(bào)告單元53，還進(jìn)一步配置用于根據(jù)所述瞄準(zhǔn)方向和預(yù)測(cè)得到的射擊點(diǎn)預(yù)估位置，確定瞄準(zhǔn)方向的調(diào)整建議；以及，向射擊者提示提示所述瞄準(zhǔn)方向的調(diào)整建議。

本發(fā)明實(shí)施例的射擊訓(xùn)練系統(tǒng)還可以記錄射擊者的歷史射擊數(shù)據(jù)，為不同的射擊者建立數(shù)據(jù)庫(kù)，此時(shí)該系統(tǒng)還包括：

射擊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，配置用于在射擊者操作所述武器擊發(fā)所述發(fā)射物之后，獲得由第三傳感器檢測(cè)到的所述發(fā)射物在目標(biāo)靶上的射擊點(diǎn)實(shí)際位置；以及，將所述武器的武器信息、所述武器在發(fā)射所述發(fā)射物時(shí)的瞄準(zhǔn)方向和射擊環(huán)境條件、以及射擊點(diǎn)實(shí)際位置作為一份歷史射擊數(shù)據(jù)，保存在所述射擊者的歷史射擊數(shù)據(jù)庫(kù)中，不同的射擊者可以用射擊者的身份標(biāo)識(shí)來區(qū)分。

其中，所述第三傳感器固定設(shè)置于所述預(yù)設(shè)世界坐標(biāo)系中的第三預(yù)定位置且所述第三預(yù)定位置獨(dú)立于射擊者、武器和目標(biāo)靶。

本發(fā)明實(shí)施例的射擊訓(xùn)練系統(tǒng)還可以利用射擊者的歷史射擊數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行射擊點(diǎn)的位置預(yù)估，此時(shí)上述的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)單元52可以包括：

查找單元，配置用于根據(jù)所述發(fā)射點(diǎn)位置、瞄準(zhǔn)方向以及射擊環(huán)境條件，在所述射擊者的歷史射擊數(shù)據(jù)庫(kù)中查找匹配的歷史射擊數(shù)據(jù)：

第一預(yù)測(cè)單元，配置用于在查找到匹配的歷史射擊數(shù)據(jù)時(shí)，將該匹配的歷史射擊數(shù)據(jù)中的射擊點(diǎn)實(shí)際位置，作為所述射擊點(diǎn)預(yù)估位置；

第二預(yù)測(cè)單元，配置用于在未查找到匹配的歷史射擊數(shù)據(jù)時(shí)，在所述發(fā)射點(diǎn)位置、瞄準(zhǔn)方向以及射擊環(huán)境條件下，根據(jù)預(yù)先建立的所述武器的發(fā)射物軌跡模型，預(yù)測(cè)所述武器發(fā)射的發(fā)射物在一目標(biāo)靶上的射擊點(diǎn)預(yù)估位置。

下面結(jié)合圖6描述本發(fā)明實(shí)施例的射擊訓(xùn)練系統(tǒng)的一種硬件結(jié)構(gòu)圖，如圖6所示，該射擊訓(xùn)練系統(tǒng)包括：

傳感器組61，該傳感器組61包括有多個(gè)傳感器，具體有射擊點(diǎn)位置和瞄準(zhǔn)方向識(shí)別的傳感器(可以包括1個(gè)或2個(gè)傳感器)、環(huán)境條件檢測(cè)傳感器(具 體可以有溫濕度傳感器、風(fēng)力傳感器、氣壓傳感器等)。

輸入裝置62，接收用戶輸入的信息，如武器類型、子彈類型和射擊者身份信息等，具體可以是鍵盤、鼠標(biāo)，還可以是觸摸屏等設(shè)備。

存儲(chǔ)設(shè)備63，存儲(chǔ)射擊者的身份信息、武器類型、子彈類型、射擊點(diǎn)位置、瞄準(zhǔn)方向、環(huán)境條件等信息，還可以用于存儲(chǔ)射擊者的歷史射擊數(shù)據(jù)庫(kù)以及存儲(chǔ)發(fā)射物軌跡模型程序等數(shù)據(jù)。該存儲(chǔ)設(shè)備63例如可以是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、硬盤、或半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等等的各種易失或非易失性存儲(chǔ)器。

CPU 64，用來運(yùn)行發(fā)射物軌跡模型程序，以根據(jù)傳感器61檢測(cè)到的相關(guān)數(shù)據(jù)，執(zhí)行射擊點(diǎn)位置的預(yù)測(cè)處理，以及確定瞄準(zhǔn)方向建議等處理。CPU64具體可以是計(jì)算機(jī)的中央處理器或其它的具有處理能力的芯片等等。

內(nèi)存65，用來存儲(chǔ)CPU 64運(yùn)行過程中的臨時(shí)變量等數(shù)據(jù)。

輸出裝置66，來向射擊者或者教練等其他人員播報(bào)或者展示相關(guān)信息，如預(yù)測(cè)的射擊點(diǎn)位置、瞄準(zhǔn)方向建議等。該輸出裝置66具體可以是揚(yáng)聲器、顯示器等設(shè)備。

圖6中的以上各個(gè)硬件單元之間可以通過總線接口實(shí)現(xiàn)連接；總線架構(gòu)可以是可以包括任意數(shù)量的互聯(lián)的總線和橋；具體由CPU 64代表的一個(gè)或者多個(gè)處理器，以及由存儲(chǔ)設(shè)備63代表的一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)器的各種電路連接在一起?？偩€架構(gòu)還可以將諸如外圍設(shè)備、穩(wěn)壓器和功率管理電路等之類的各種其它電路連接在一起，這些都是本領(lǐng)域所公知的。因此，本文不再對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。總線架構(gòu)可以提供各種總線接口。CPU 64負(fù)責(zé)管理總線架構(gòu)和通常的處理，存儲(chǔ)設(shè)備63可以存儲(chǔ)處理器在執(zhí)行操作時(shí)使用的數(shù)據(jù)。

以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理，但是，需要指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，能夠理解本發(fā)明的方法和裝置的全部或者任何步驟或者部件，可以在任何計(jì)算裝置(包括處理器、存儲(chǔ)介質(zhì)等)或者計(jì)算裝置的網(wǎng)絡(luò)中，以硬件、固件、軟件或者它們的組合加以實(shí)現(xiàn)，這是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀了本發(fā)明的說明的情況下運(yùn)用他們的基本編程技能就能實(shí)現(xiàn)的。因此，本發(fā)明的目的還可以通過在任何計(jì)算裝置上運(yùn)行一個(gè)程序或者一組程序來實(shí)現(xiàn)。所述計(jì)算裝置可以是公知的通用裝置。因此，本發(fā)明的目的也可 以僅僅通過提供包含實(shí)現(xiàn)所述方法或者裝置的程序代碼的程序產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)。也就是說，這樣的程序產(chǎn)品也構(gòu)成本發(fā)明，并且存儲(chǔ)有這樣的程序產(chǎn)品的存儲(chǔ)介質(zhì)也構(gòu)成本發(fā)明。顯然，所述存儲(chǔ)介質(zhì)可以是任何公知的存儲(chǔ)介質(zhì)或者將來所開發(fā)出來的任何存儲(chǔ)介質(zhì)。

還需要指出的是，在本發(fā)明的裝置和方法中，顯然，各部件或各步驟是可以分解和/或重新組合的。這些分解和/或重新組合應(yīng)視為本發(fā)明的等效方案。并且，執(zhí)行上述系列處理的步驟可以自然地按照說明的順序按時(shí)間順序執(zhí)行，但是并不需要一定按照時(shí)間順序執(zhí)行。某些步驟可以并行或彼此獨(dú)立地執(zhí)行，例如，上述步驟31中的“獲得第一傳感器檢測(cè)到的一武器的發(fā)射點(diǎn)位置和瞄準(zhǔn)方向”和“獲得第二傳感器檢測(cè)到的射擊環(huán)境條件”之間沒有嚴(yán)格的順序要求。

上述具體實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白的是，取決于設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以發(fā)生各種各樣的修改、組合、子組合和替代。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。