AR 赋能无人船艇射击训练

随着无人技术与智能装备的迅猛进步，现代战争的形态与对抗模式正逐渐受到无人作战系统的深刻影响。无人船艇作为一种新兴的作战力量，构成了无人作战系统中不可或缺的一环。加速研发基于AR技术的船艇射击模拟训练系统，构建一个连接无人船艇与实际武器装备的射击平台，将为陆军无人船艇在未来的实战应用提供创新的技术基础与作战手段。

一、无人船艇执行火力任务的工作原理

１）通过卫星、侦察机、无人侦察船等侦测设备侦测目标信息，并将信息传送给无人船艇的智能决策系统；

2 ）智能决策系统向自动驾驶系统发出驾驶指令，自动驾驶系统收到指令后，结合综合导航数据模块进行路径自动规划，并自动驾驶船艇抵达目标区域；

3 ）由智能决策系统或人工模式发出精确打击的指令，引导无人船艇火控单元实施射击。

二、系统硬件设计

硬件组成包括计算机、AR虚拟视景眼镜、武器姿态及信息采集模块、通信模块、控制平板、电源等。

三、系统软件设计

1.系统软件流程及组成

该软件系统运行于主流的计算机操作平台上，借助虚拟现实软件Unity作为其驱动引擎。指挥员向受训对象发布任务指令，受训对象接收任务并开始实时接收并感知外界战场环境的各类信息。射击结束后，系统会立即展示射击的实时状态，并进行详细的射击效果评估。紧接着，系统会自动规划并生成下一轮的射击目标，同时对虚拟战场环境进行深入的分析计算。

主要软件组成如下：

１）路径规划和自航系统。

指挥员下达任务后，系统能结合船体质心运动方程及无人船艇运动数学模型，通过电子海图、模拟海浪运动控制软件、人工智能算法等，自动规划无人船艇航行优化路径，确保无人船艇实现自主导航和障碍规避。

２）虚拟战场环境显示系统。

在进行虚拟训练时，系统需能够感知战场的全景态势，包括船艇、飞机、兵力等的机动过程，武器弹道的轨迹以及各种场景效果。当受训对象在室内进行训练时，虚拟战场环境显示系统能够实时将三维视景传输至AR眼镜中。系统会根据模拟器所需的角度自动截取约120°的场景。

此外，系统还能够预设目标的大小、类型及路线，通过导调程序自动生成虚拟目标进行扩展，并能生成实时改变路线和动作的复杂动态目标，以进一步提升训练的实战性和挑战性。

3）主控系统。

主控系统负责启动训练流程，允许组训者预先配置训练项目。通过构建视觉场景与监视系统，组训者可以发布任务、设定目标、选定海域、设定海况及战场环境等参数，从而掌控整个训练进程，并监督受训者的操作表现。系统的主要控制识别要素涵盖：基本作战地形，时间设定，声音效果以及训练模式。

4）射击评估软件。

通过建立射击评估系统，实现对受训对象训练效果的有效评估。

2.软件功能及效果

１）主控系统软件。

通过选择预设的真实地图、战场环境、虚拟目标，设置接收其他导调程序所设定的训练环境、虚拟目标运动要素等基本信息，将其融合至各类地图中，投射到控制平板或AR眼镜中进行显示。

２）战场环境软件。

该软件可接收武器姿态及动作采集装置传来的枪管指向、击发状态，结合ＡＲ虚拟眼镜传来的受训对象姿态动作变化等信息，并对各种信息进行综合合成，在显示单元进行显示。

3）射击效果评估软件。

系统能够根据具体的训练课目、难度级别以及训练中实时捕捉到的操作动作数据，按照指挥员选定的评估标准，自动生成量化评分。系统支持对训练过程的录像进行存储与回放，以便进行更深入的分析与总结。

为了提升指挥员的监控与指挥效率，可在控制平板上安装专用的辅助软件。这款软件能够实时展现战场环境及目标信息，支持对地图进行放大、缩小及旋转操作，方便指挥员从不同视角观察战场态势。此外，该软件还允许指挥员设置虚拟目标的类型、数量、路线等参数，并对设备及软件进行必要的设置与校正，从而确保训练过程的顺利进行。