隨著軍隊(duì)信息化進(jìn)程的不斷深入,對射擊訓(xùn)練這一基本軍事項(xiàng)目提出了新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的實(shí)彈射擊雖然符合真實(shí)作戰(zhàn)需求,但經(jīng)濟(jì)成本極高,易受到天氣、場地等外部因素干擾,實(shí)施起來相對困難,無法滿足不同情境下的訓(xùn)練需求。而相比于實(shí)彈射擊,激光模擬射擊訓(xùn)練不受場地、環(huán)境條件限制,節(jié)約了彈藥資源,且訓(xùn)練效率高,安全性好。基于此,本文主要研究了計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在模擬射擊訓(xùn)練系統(tǒng)中的應(yīng)用,搭建了模擬射擊訓(xùn)練系統(tǒng)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。首先闡述了模擬射擊訓(xùn)練系統(tǒng)基本思想及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,介紹了基于樹莓派的激光模擬射擊訓(xùn)練系統(tǒng)涉及到的技術(shù),包括樹莓派開發(fā)平臺(tái)、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、Unity3D模擬仿真引擎以及激光發(fā)射器等。重點(diǎn)討論了在采集彈著點(diǎn)圖像信息時(shí)所涉及的攝像機(jī)成像模型、兩級(jí)標(biāo)定法等理論知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)過程中,搭建樹莓派硬件開發(fā)平臺(tái),使用多媒體投影設(shè)備顯示模擬訓(xùn)練場景,將半導(dǎo)體激光發(fā)射器代替實(shí)彈進(jìn)行模擬射擊。通過計(jì)算機(jī)視覺算法對激光斑點(diǎn)進(jìn)行檢測定位,得到射擊彈著點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)。在Unity 3D仿真引擎中,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)沉浸式模擬射擊訓(xùn)練平臺(tái),形成了完整的模擬訓(xùn)練人機(jī)交互流程。最后,使用Django REST Framework開發(fā)框架設(shè)... 

【文章來源】：沈陽理工大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

上世紀(jì)40年代至21世紀(jì)初模擬訓(xùn)練發(fā)展歷程

第1章緒論-3-面的光纖環(huán)。數(shù)據(jù)手套的出現(xiàn)豐富了人與計(jì)算機(jī)之間的交互形式，用戶帶著數(shù)據(jù)手套，計(jì)算機(jī)就可判斷出人的多種手勢信息并實(shí)時(shí)進(jìn)行反饋，使用戶在虛擬交互環(huán)境中產(chǎn)生一種“進(jìn)入主角”的體驗(yàn)。圖1.2為用戶通過VR數(shù)據(jù)手套和頭盔顯示器在三維空間進(jìn)行運(yùn)動(dòng)捕捉。圖1.2VPL數(shù)據(jù)手套進(jìn)行運(yùn)動(dòng)捕捉Fig.1.2VPLDataGlovesforMotionCapture1994年，G.Burdea與P.Coiffet兩位學(xué)者曾提出“VR三角形”（見圖1.3），沉浸性、交互性、構(gòu)想性是VR技術(shù)的三個(gè)基本特征。沉浸性也稱“存在感”，指的是參與者可以在計(jì)算機(jī)所創(chuàng)建的虛擬環(huán)境中與虛擬對象進(jìn)行交互，有一種全身心投入的感受。對于虛擬環(huán)境中的一切，無論是聽起來、動(dòng)起來還是看起來，對于用戶來說都像是真的。虛擬世界就像客觀存在的真正的世界一樣，使參與者感覺自己就是環(huán)境中的一部分，被環(huán)境中的物體包圍著，沉浸于虛擬場景中[6]。交互性是指用戶在虛擬環(huán)境下對物體進(jìn)行操作時(shí)，也可以從虛擬環(huán)境中獲得實(shí)時(shí)反饋的這個(gè)過程。例如，當(dāng)手握住虛擬環(huán)境中的物體時(shí)，可以感受到物體的大孝重量、形狀等屬性，在視覺上，被手握住的物體也會(huì)隨著手的運(yùn)動(dòng)方向而運(yùn)動(dòng)。但其實(shí)這都是虛擬環(huán)境下的，手中并沒有實(shí)際的物體。構(gòu)想性是指VR技術(shù)并不只作為一種媒介或高級(jí)的用戶界面而存在，它還能夠依靠人類的想象力發(fā)揮創(chuàng)造性，來解決醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)工程上的各種問題。VR

沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-4-與用戶共同操作，即使用戶沉浸于虛擬環(huán)境之中也還能具備理性思考意識(shí)，刺激用戶產(chǎn)生新的想法。圖1.3VR主要特征要素Fig.1.3mainfeatureelementsofVRVR技術(shù)為人類開創(chuàng)了新的研究領(lǐng)域，它能實(shí)時(shí)生成與顯示立體圖形、識(shí)別景物手勢和表情、合成聲音、同時(shí)還可對環(huán)境進(jìn)行視覺、行為及CAD建模，隨著計(jì)算機(jī)與傳感器設(shè)備的價(jià)格不斷降低，VR技術(shù)的研究成本也被降低。在VR技術(shù)走向商業(yè)化和實(shí)用性創(chuàng)新的路上，其效率可被大大提高，在克服硬件條件限制和拓展應(yīng)用領(lǐng)域兩個(gè)方面具有強(qiáng)大的吸引力[7]。虛擬現(xiàn)實(shí)在工程應(yīng)用、教育培訓(xùn)、醫(yī)學(xué)研究、影視娛樂、科學(xué)研究和計(jì)算可視化等領(lǐng)域有著極其廣闊的發(fā)展前景。在軍事戰(zhàn)場應(yīng)用中，可以通過分布式VR仿真系統(tǒng)跟蹤和理解戰(zhàn)爭過程進(jìn)行軍事演習(xí)。通過VR技術(shù)可以進(jìn)行各種模擬仿真訓(xùn)練。近年來，隨著掃描儀、攝像機(jī)等相關(guān)硬件采集設(shè)備的不斷更新發(fā)展以及紅外激光技術(shù)的成熟，又進(jìn)一步促進(jìn)了VR技術(shù)的應(yīng)用[8]。本文所研究的激光模擬射擊就是基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。1.1.3模擬射擊訓(xùn)練系統(tǒng)概述射擊作為軍事訓(xùn)練的基本科目，是軍事訓(xùn)練的一項(xiàng)基本技能。當(dāng)前主要以實(shí)彈射擊訓(xùn)練為主，但傳統(tǒng)實(shí)彈射擊訓(xùn)練容易受到天氣、場地等外部環(huán)境的干擾，無法在較短時(shí)間內(nèi)完成大規(guī)模軍事演習(xí)，且在打靶訓(xùn)練時(shí)需要專人保障訓(xùn)練環(huán)境的安全，實(shí)施起來相對困難[9]。采用激光模擬子彈發(fā)射器就能很好地解決以上問題，借助虛擬環(huán)境進(jìn)行激光模擬射擊訓(xùn)練可在室內(nèi)進(jìn)行，因此無需受到環(huán)境的限制；實(shí)施起來也不要太多的人力、物力，可大大節(jié)約資源，提升訓(xùn)練效率；而隨著激光與圖像處理技術(shù)日益

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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