CN222165856U - 一种具有声效模拟功能的智能化无人装备训练系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型了一种具有声效模拟功能的智能化无人装备训练系统，通过在智能化无人装备上增加声效模拟功能，当智能化无人装备与实兵进行对抗训练和检验时，使智能化无人装备能够通过其声音传感器及时感知到其它武器的射击声效，依据其智能化决策模型做出相应的战术响应，使智能化无人装备的战斗力检验数据和结果更为准确有效。

Description

一种具有声效模拟功能的智能化无人装备训练系统

技术领域

本实用新型涉及一种具有声效模拟功能的智能化无人装备训练系统。

背景技术

目前，武器装备正朝着智能化的方向发展，各种智能化无人装备不断涌现，亟需对各种智能化无人装备的战斗力进行验证。

理想的验证方式是将智能化无人装备投入实战应用，因此通过将智能化无人装备与实兵进行对抗来获取过程数据，对这些数据进行分析后可验证智能化无人装备的战斗力，并且可以为智能化无人装备的进一步升级改进提供有效依据。

当前实兵对抗中，直瞄武器通常以激光代替弹药进行实兵对抗训练，具体方法是在武器上加装激光发射机，在人员、装备上安装激光解码装置；对抗训练时武器发射编码激光束，人员、装备上安装的激光解码装置如果接收到编码激光束，则被判为被命中。

使用上述实兵对抗训练系统检验智能化无人装备的战斗力，存在以下重大缺陷：

实际战场中，子弹发射、炮弹发射、爆炸，均伴随着剧烈的火药爆炸声，智能化无人装备可以根据声音来判断是否受到攻击，攻击的方向来自于哪里，炮弹的爆炸点的方向和位置在哪里，智能化无人装备可以据此决定自己应该向哪个方向隐蔽，向攻击方向搜索以发现目标并进行反击。而在实兵对抗训练中，为保证安全性，使用的是激光和数字弹药，发射时不会产生任何声音，智能化无人装备上无法通过声音传感器感知攻击来自何方，因此无法及时进行智能化响应，使得对抗训练与实际的战场严重不符，造成对抗过程中采集的数据失真，无法有效验证智能化无人装备的战斗力。

发明内容

发明目的：本实用新型的目的在于解决现有智能化无人装备使用实兵交战系统进行战斗力检验时，智能化无人装备无法感知子弹、炮弹发射和爆炸的声音，无法进行智能化响应，达不到真实战场的模拟效果，影响检验结果有效性的问题。

为了实现上述目的，本实用新型公开了一种具有声效模拟功能的智能化无人装备训练系统，包括武器模拟器、装备声效模拟器。

所述武器模拟器安装在武器上，用于发送武器发射时的位置信息。

所述装备声效模拟器安装在具有声音感知能力的智能化无人装备上，用于使智能化无人装备能够通过传感器感知到其它武器模拟器发射时的声音效果。

进一步地，所述武器模拟器包括射击信息采集装置、射击信息发送通信设备、武器定位模块。所述射击信息发送通信设备和射击信息采集装置、武器定位模块电性连接。

进一步地，所述射击信息发送通信设备采用数传电台、4G通信模块等无线通信设备。所述武器定位模块采用北斗定位模块、或GPS定位模块，用于输出武器的地理坐标信息。

进一步地，所述装备声效模拟器包括装备声效合成模块、装备音频播放设备、装备姿态测量装置、装备定位模块、射击信息接收通信设备。

所述装备声效合成模块分别与射击信息接收通信设备、装备姿态测量装置、装备定位模块、装备音频播放设备电性连接；

所述射击信息接收通信设备用于接收其它武器模拟器发射时的位置信息；

所述装备姿态测量装置用于实时测量装备的姿态；

所述装备定位模块用于输出装备的地理坐标信息；

所述装备音频播放设备包括1个以上的扬声器，与智能化无人装备自身的声音传感器一一对应，使智能化无人装备能够通过其声音传感器感知到其它武器模拟器发射时的声音效果。

进一步地，所述装备声效模拟器模拟其它武器发射声效的过程为：其它武器发射数字化弹药时，通过其武器模拟器上的射击信息采集装置采集射击信息，如：发射弹药类型、射击时刻。通过该武器的武器模拟器上的武器定位模块采集射击时刻的位置信息，并将这些信息通过武器模拟器上的射击信息发送通信设备发送出去。

智能无人化装备上装备声效模拟器的射击信息接收通信设备接收到上述信息后，传输至装备声效模拟器的装备声效合成模块；装备声效合成模块根据接收到的信息选择对应的射击音源，结合智能无人化装备当前的地理坐标、姿态、各声音传感器与装备定位模块的相对位置，分别计算出各声音传感器与其它武器模拟器之间的距离。再根据声音的传播速度和与距离相关的声强衰减率，将所选的射击音源根据各声音传感器与其它武器模拟器之间的距离分别进行延迟和音量调节，输出至与智能化无人装备上各个声音传感器对应的扬声器。

进一步地，所述装备姿态测量装置包括微处理器A、姿态传感器；所述微处理器A与姿态传感器电性连接。所述装备姿态测量装置安装在智能无人化装备上，姿态传感器测量出姿态相关数据后将数据发送给微处理器A，微处理器A计算出装备的俯仰角、横滚角和与地球正北的夹角后将数据发送给装备声效合成模块。

进一步地，所述微处理器A可以选用STM32F4系列ARM芯片，所述姿态传感器可以选用九轴传感器如LSM9DS1等MEMS芯片，也可以选用磁传感器，如LIS2MDL芯片。

进一步地，所述装备声效合成模块包括微处理器B、输入数据接口和输出数据接口；所述微处理器B与输入数据接口、输出数据接口电性连接。所述输入数据接口用于接收射击信息接收通信设备、装备姿态测量装置、装备定位模块输入的信息；所述微处理器B根据输入数据接口接收到的信息计算出对应的声音传输到智能化无人装备上各个声音传感器对应的扬声器的延时和音量值，通过输出数据接口输出至对应的各个扬声器。

进一步地，所述微处理器B可以选用ARM处理器。所述输入数据接口可以采用蓝牙或RS232串口。所述输出数据接口可以采用多声道有线输出接口。

与现有技术相比，本实用新型的显著进步在于：通过在智能化无人装备上增加声效模拟功能，当智能化无人装备与实兵进行对抗训练和检验时，使智能化无人装备能够通过其声音传感器及时感知到其它武器的射击声效，依据其智能化决策模型做出相应的战术响应，使智能化无人装备的战斗力检验数据和结果更为准确有效。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为一种具有声效模拟功能的智能化无人装备训练系统的组成示意图。

图2为装备声效模拟器的组成框图。

具体实施方式

在本实施例中，图1为一种具有声效模拟功能的智能化无人装备训练系统的组成示意图，包括武器模拟器1、装备声效模拟器2。

智能化无人装备以具有声音感知能力的智能无人战车为例，智能无人战车采用轮式或履带式运动平台，装有机枪、单兵导弹等武器系统。通过光学、声学等传感设备感知周围环境，其计算机系统根据智能化决策模型控制武器系统对敌方进行打击。

武器模拟器1包括射击信息采集装置8、射击信息发送通信设备9、武器定位模块10，安装在智能无人战车的武器系统上或其它参训武器上，用于采集射击信息，如：发射弹药类型、射击时刻，并采集射击时刻的位置信息，并将这些信息通过射击信息发送通信设备发送出去。

通信设备与射击信息采集装置及武器定位模块电性连接。

射击信息采集装置1采用在武器的击发器上加装联动开关的方法采集武器的射击信号，该技术为常见技术，故本技术方案中不再展开描述。射击信息发送通信设备2采用数传电台、4G通信模块等无线通信设备。武器定位模块3采用北斗定位模块、或GPS定位模块，用于输出武器的地理坐标信息。

数字化弹药可以为编码激光，武器模拟器1采用发射编码激光的方式模拟机枪发射是本领域的常用技术。

在智能无人战车上安装装备声效模拟器2。

装备声效模拟器2包括装备声效合成模块3、装备音频播放设备4、装备姿态测量装置5、装备定位模块6、射击信息接收通信设备7。

装备声效合成模块3与射击信息接收通信设备7、装备姿态测量装置5、装备定位模块6、装备音频播放设备4电性连接；

射击信息接收通信设备7可以选用通用数传电台或4G通信模块等无线通信设备，用于接收其它武器模拟器发射的数字化弹药的相关信息，或发送自身武器模拟器1发射的数字化弹药的相关信息；

装备姿态测量装置5用于实时测量装备的姿态，由微处理器、姿态传感器组成，微处理器可以选用STM32F4系列ARM芯片，姿态传感器可以选用九轴传感器，如LSM9DS1等MEMS芯片，九轴传感器包含三轴陀螺仪、三轴加速度传感器和三轴磁感应传感器。使用九轴传感器测量俯仰角、横滚角和与地球正北的夹角(通过磁北角进行转换)是一种常见技术。姿态传感器也可以选用磁传感器，如LIS2MDL，使用磁传感器测量方向也是一种常见技术。

装备定位模块6可以选用北斗定位模块、或GPS定位模块等定位设备，安装在智能无人战车上，用于输出智能无人战车的地理坐标信息；

装备音频播放设备4的扬声器数量与智能无人战车的声音传感器数量相同。在智能无人战车的每个声音传感器附近安装一个扬声器，使智能无人战车的声音传感器感知到其它武器模拟器发射时的声音效果。

装备声效模拟器2模拟其它武器模拟器发射声效的过程为：其它武器发射数字化弹药时，通过该武器的武器模拟器1上的射击信息采集装置8采集射击信息，如：发射弹药类型、射击时刻。通过该武器的武器模拟器上的武器定位模块10采集射击时刻的位置信息，并将这些信息通过该武器的武器模拟器上的射击信息发送通信设备9发送出去。智能无人战车上的射击信息接收通信设备7接收到上述信息后，传输至装备声效合成模块3。

装备声效合成模块3根据接收到的其它武器模拟器1的地理坐标信息，结合智能无人战车地理坐标信息，可以计算出智能无人战车至其它武器模拟器1的距离；由于智能无人战车上各个声音传感器的位置是确定的，根据智能无人战车的姿态数据，及智能无人战车与它武器模拟器1之间的距离，以及装备姿态测量装置5和装备定位模块6与各声音传感器的相对位置数据，可以分别计算出各声音传感器至其它武器模拟器1的距离。距离数据通过通用的三角关系即可求得，在此不做具体推导。

装备声效合成模块3根据接收到的信息选择对应的射击音源，结合各声音传感器与其它武器模拟器之间的距离，并根据声音的传播速度和与距离相关的声强衰减率，将所选的射击音源根据各声音传感器与其它武器模拟器之间的距离分别进行延迟和音量调节，输出至与智能无人战车上各个声音传感器对应的扬声器。

声音传感器将感知信息传输至智能无人战车上的计算机系统，使其智能化决策模型能够判断发射数字化弹药的人员或装备的方位和距离，并进行相应的智能化响应。

本实用新型提供了一种具有声效模拟功能的智能化无人装备训练系统，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (9)

1.一种具有声效模拟功能的智能化无人装备训练系统，其特征在于，包括武器模拟器、装备声效模拟器；

所述武器模拟器安装在武器上；

所述装备声效模拟器安装在具有声音感知能力的智能化无人装备上。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述武器模拟器包括射击信息采集装置、射击信息发送通信设备、武器定位模块；所述射击信息发送通信设备和射击信息采集装置、武器定位模块电性连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述装备声效模拟器包括装备声效合成模块、装备音频播放设备、装备姿态测量装置、装备定位模块、射击信息接收通信设备；

所述装备声效合成模块分别与射击信息接收通信设备、装备姿态测量装置、装备定位模块、装备音频播放设备电性连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述音频播放设备包括1个以上的扬声器，与智能化无人装备自身的声音传感器一一对应。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述装备姿态测量装置包括微处理器A、姿态传感器；所述装备姿态测量装置安装在智能化无人装备上；所述微处理器A与姿态传感器电性连接。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述微处理器A选用STM32F4系列ARM芯片。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述姿态传感器选用九轴传感器。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述姿态传感器选用磁传感器。

9.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述装备声效合成模块包括微处理器B、输入数据接口和输出数据接口；所述微处理器B与输入数据接口、输出数据接口电性连接；

所述微处理器B选用ARM处理器；所述输入数据接口采用蓝牙或RS232串口；所述输出数据接口采用多声道有线输出接口。