【案例】沉浸式模擬仿真

河北中科恒運軟件科技股份有限公司公司地址：石家莊市新石北路368號物聯(lián)網(wǎng)大廈10層公司電話0311-80771948公司網(wǎng)址：便攜式地空導(dǎo)彈——VR模擬訓(xùn)練系統(tǒng)針對便攜式地空導(dǎo)彈射擊訓(xùn)練組訓(xùn)難、成本高、成效低的難題，研發(fā)的一套裝備操作VR教學(xué)訓(xùn)練系統(tǒng)。采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，讓導(dǎo)彈發(fā)射手肩扛1：1半實物模擬發(fā)射筒在與真實一致的三維戰(zhàn)場環(huán)境中進行便攜式地空導(dǎo)彈射擊訓(xùn)練與考核，以高度的沉浸感和臨場感將枯燥的瞄準射擊轉(zhuǎn)化為趣味性強的交互方式，可突破場地限制模擬城市、山地、海島、沙漠等地形在不同天候下對多種直升機、巡航導(dǎo)彈、固定翼飛機進行射擊，降低訓(xùn)練成本的同時提高訓(xùn)練安全。同時通過對專業(yè)集訓(xùn)全過程數(shù)據(jù)的采集分析，提高對訓(xùn)練成效的掌握程度，提高訓(xùn)練的針對性。一、系統(tǒng)簡介肩扛1：1半實物模擬發(fā)射筒 真實一致的三維戰(zhàn)場環(huán)境解決：便攜式地空導(dǎo)彈射擊訓(xùn)練組訓(xùn)難、成本高、成效低的難題主要應(yīng)用特點高度的沉浸感和臨場感，趣味性強全天候多地形模擬訓(xùn)練多機型多種目標射擊訓(xùn)練訓(xùn)練過程全程監(jiān)控04訓(xùn)練全程監(jiān)控01沉浸感和臨場感02全天候多地形03多機型多種目標二、主要應(yīng)用特點訓(xùn)練條件標在此題添加1、訓(xùn)練地形多樣2、訓(xùn)練環(huán)境多種3、裝備平臺全面4、打擊目標豐富組訓(xùn)、監(jiān)控聯(lián)合訓(xùn)練：支持2個射手同時訓(xùn)練。訓(xùn)練過程監(jiān)視：通過第三方視角的自由調(diào)整，對訓(xùn)練全過程監(jiān)視。射擊訓(xùn)練根據(jù)實裝彈道方程解算打擊效果，彈道軌跡、打擊效果、發(fā)射視角、發(fā)射景象與實裝一致三、主要功能采集分析訓(xùn)練成績采集分析：通過對多個單位多年訓(xùn)練人員、訓(xùn)練過程、訓(xùn)練成績數(shù)據(jù)的采集匯總，進行多維度的訓(xùn)練難點、訓(xùn)練成績、戰(zhàn)斗力評估分析。訓(xùn)練條件1、訓(xùn)練地形：城市、平原村莊、山地、機場、海上、海島、沙漠等2、訓(xùn)練環(huán)境：夜間、微光、大風(fēng)、大霧、煙塵、雨、雪等氣象條件。3、裝備平臺：單兵及艦艇、發(fā)射車等發(fā)射平臺。4、打擊目標：直升機、巡航導(dǎo)彈、固定翼飛機等3類目標；其飛行參數(shù)及對抗模式與實裝一致。射擊訓(xùn)練根據(jù)實裝彈道方程解算打擊效果，彈道軌跡、打擊效果、發(fā)射視角、發(fā)射景象與實裝一致。聯(lián)合訓(xùn)練：支持2個射手同時訓(xùn)練。訓(xùn)練過程監(jiān)視：通過第三方視角的自由調(diào)整，對訓(xùn)練全過程監(jiān)視。訓(xùn)練成績采集分析：通過對多個單位多年訓(xùn)練人員、訓(xùn)練過程、訓(xùn)練成績數(shù)據(jù)的采集匯總，進行多維度的訓(xùn)練難點、訓(xùn)練成績、戰(zhàn)斗力評估分析。四、性能指標—場景范圍：10公里×10公里二顯示分辨率：1920×1080三顯示幀率：80幀/秒以上

四操作延遲：小于30毫秒五半實物仿真度：指標與實物完全一致六每套支持訓(xùn)練人員：2人七最大同時訓(xùn)練人數(shù)：12人八模擬環(huán)境視場：全向360°注：本系統(tǒng)支持人在回路模擬推演。河北中科恒運軟件科技股份有限公司公司地址：石家莊市新石北路368號物聯(lián)網(wǎng)大廈10層公司電話0311-80771948公司網(wǎng)址：混合現(xiàn)實模擬器傳統(tǒng)三折或四折屏駕駛操作模擬器視景窄沉浸感不強，視景無法跟隨頭部以及眼球轉(zhuǎn)動，某些機型包含下視窗口，球形實景顯示系統(tǒng)造價高，占地空間大，難于普及，普通的虛擬現(xiàn)實又難以實現(xiàn)復(fù)雜交互的問題。本系統(tǒng)將駕駛艙內(nèi)復(fù)雜交互的實際視景與艙外虛擬場景完美融合，沉浸感、臨場感強，復(fù)雜交互真實，性價比高。本系統(tǒng)將駕駛艙內(nèi)復(fù)雜交互的實際視景與艙外虛擬場景完美融合，沉浸感、臨場感強，復(fù)雜交互真實，性價比高。一、系統(tǒng)簡介2021-06-18主要應(yīng)用特點01OPTION02OPTION03OPTION04OPTION基于“數(shù)字化現(xiàn)實+虛擬場景+分布式架構(gòu)”混合現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)新性提出并實現(xiàn)“混合現(xiàn)實座艙”實現(xiàn)物理和數(shù)字對象共存和實時互動訓(xùn)練視景虛實融合，真實世界和虛擬場景“無縫”集成2021-06-186架沉浸式直升機模擬器分布式仿真平臺導(dǎo)調(diào)與訓(xùn)練管理分系統(tǒng)訓(xùn)練評估分系統(tǒng)環(huán)境仿真分系統(tǒng)虛擬兵力分系統(tǒng)二、系統(tǒng)架構(gòu)訓(xùn)練條件支持多模擬器編隊飛行；支持藍方虛擬兵力生成；支持飛行、飛控和武器效能模型；支持晝夜、天氣特效。半實物操控模擬以1：1比例建立駕駛艙半實物硬件，實現(xiàn)綜合顯示和操控系統(tǒng)的模擬混合現(xiàn)實視景采集半實物駕駛艙內(nèi)高清影像，與虛擬視景實時融合，實現(xiàn)駕駛視角與虛實視景的完美融合。三、主要功能訓(xùn)練任務(wù)支持多模擬器編隊飛行；支持藍方虛擬兵力生成；支持飛行模型、飛控模型和武器效能模型；支持0-24小時連續(xù)晝夜變化；支持風(fēng)、雨、雪、霧天氣特效。以1：1比例建立駕駛艙半實物硬件形狀、操作方式與步驟、操作觸感、聲光電效果與實裝一致通過6自由度平臺實現(xiàn)姿態(tài)模擬建立了音效模型、儀表控制模型、姿態(tài)控制模型、武器發(fā)射與毀傷模型、碰撞模型、傳感器模型、電子干擾模型等2021-06-18操作與實裝一致、體驗效果超出實裝訓(xùn)練半實物操控模擬器與主控機采用雙目攝像頭采集半實物駕駛艙內(nèi)高清影像，經(jīng)過前景抽取、光影處理和三維重建后，與虛擬視景實時融合，并進行光照一致性處理，顯示到VR頭盔，實現(xiàn)駕駛視角與虛實視景的完美融合?；旌犀F(xiàn)實視景顯示支持第三視角觀察飛行與火力打擊全過程。支持四肢動作捕捉與重建；支持頭部與眼球動作跟隨；支持各種氣象條件下艙內(nèi)外場景一致。監(jiān)視器視景屏幕分辨率為1920*1080，VR視景分辨率為2160*1200；VR視景刷新率大于80Hz；水平視場角110°，垂直視場角60°；儀表、MFD等顯示內(nèi)容清晰、細膩；駕駛30分鐘無視覺疲勞，無明顯眩暈感；多機同一視景同步訓(xùn)練；提供機場、城市、平原、村莊、山地、海島、沙漠等多種地形場景，范圍500*500公里；支持多機編隊訓(xùn)練和對抗訓(xùn)練，最大編隊數(shù)量：30架；支持多座機型的機艙融合；模擬環(huán)境視場：360°。監(jiān)視器視景屏幕分辨率為1920*1080，VR視景分辨率為2160*1200VR視景刷新率大于80Hz水平視場角110°，垂直視場角60°儀表、MFD等顯示內(nèi)容清晰、細膩駕駛30分鐘無視覺疲勞，無明顯眩暈感多機同一視景同步訓(xùn)練提供機場、城市、平原、村莊、山地、海島、沙漠等多種地形場景，范圍500×500公里支持多機編隊訓(xùn)練和對抗訓(xùn)練，最大編隊數(shù)量：30架支持多座機型的機艙融合模擬環(huán)境視場：360°四、系統(tǒng)主要性能指標混合現(xiàn)實技術(shù)是操作訓(xùn)練模式新的研究和發(fā)展領(lǐng)域，隨著現(xiàn)代武器系統(tǒng)的科技含量日益提高，未來對虛擬仿真訓(xùn)練的需求會進一步擴展。本產(chǎn)品貼近實訓(xùn)，做到了混合現(xiàn)實技術(shù)的產(chǎn)品化實現(xiàn)，軍事應(yīng)用需求十分迫切，市場潛力巨大。本系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)可通用于軍民領(lǐng)域中高價值裝備的操作訓(xùn)練，適用于以坐姿操作、室內(nèi)范圍的工程作業(yè)訓(xùn)練，如飛行器、車輛、船艇、軌道交通等操作和戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練等，市場總體量在百億規(guī)模以上，根據(jù)項目成熟度和市場競爭情況，在模擬訓(xùn)練細分市場預(yù)計產(chǎn)品市場份額可達10%。應(yīng)用領(lǐng)域河北中科恒運軟件科技股份有限公司公司地址：石家莊市新石北路368號物聯(lián)網(wǎng)大廈10層公司電話0311-80771948公司網(wǎng)址：VR戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練傳統(tǒng)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練組織實施對環(huán)境場地要求高、武器裝備損耗大、彈藥消耗多、安全隱患大，且訓(xùn)練模式有限，已難以滿足多場景、高密度、強對抗的多元化實戰(zhàn)訓(xùn)練要求。VR戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練采用人在環(huán)仿真技術(shù)，對戰(zhàn)場環(huán)境、武器裝備和作戰(zhàn)人員進行精細化建模，構(gòu)建不同戰(zhàn)場背景和作戰(zhàn)任務(wù)；利用先進的顯示和傳感器技術(shù)讓受訓(xùn)人員能夠即時、靈活地與戰(zhàn)場空間內(nèi)的實體進行交互，從視覺、聽覺、觸覺、嗅覺上給受訓(xùn)者逼真的體驗，最大化接近實戰(zhàn)訓(xùn)練效果，鍛煉和提高受訓(xùn)人員戰(zhàn)術(shù)水平、心理承受能力和戰(zhàn)場應(yīng)變能力?？芍尾筷犜谑覂?nèi)組織開展班組分隊戰(zhàn)術(shù)模擬對抗訓(xùn)練和單兵操作訓(xùn)練、戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練和心理適應(yīng)性訓(xùn)練，適用于特種作戰(zhàn)部隊、陸軍部隊（分隊）、武警部隊和預(yù)備役民兵部隊，能夠有效提高相關(guān)部隊的戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練水平和效益。環(huán)境場地要求高武器裝備損耗大彈藥消耗多安全隱患大

訓(xùn)練模式有限難以滿足多場景、高密度、強對抗的多元化實戰(zhàn)訓(xùn)練要求人在環(huán)路多種戰(zhàn)場背景和任務(wù)即時、靈活交互逼真的感受體驗貼近實戰(zhàn)訓(xùn)練可支撐室內(nèi)組織開

展班組分隊戰(zhàn)術(shù)模

擬對抗和單兵操作、戰(zhàn)術(shù)和心理適應(yīng)性

訓(xùn)練VR戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練一、系統(tǒng)簡介傳統(tǒng)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練主要應(yīng)用特點定制可根據(jù)需要定制逼真作戰(zhàn)場景與氣象環(huán)境體驗全沉浸式逼真體驗訓(xùn)練支持多人協(xié)同訓(xùn)練和對抗訓(xùn)練支持可控制開發(fā)支持各類裝備模擬器評估訓(xùn)練全過程數(shù)據(jù)采集、分析、評估謝謝您的觀看感謝您閱讀、下載PPT素材，為了您和平臺以及原創(chuàng)作者的利益，資源僅供個人使用，請勿復(fù)制、傳播、銷售.2020年11月17日本系統(tǒng)硬件部分主要由半實物改裝槍械、視景及控制計算機及虛擬現(xiàn)實設(shè)備三部分組成。○VR頭盔：通過第一視角沉浸式觀察逼真的戰(zhàn)場環(huán)境；○頭戴式耳麥：感受逼真的環(huán)境聲效（如爆炸、口令、腳步等）?！?：1半實物武器裝備：提供舉槍、瞄準、射擊等動作傳感，模擬真實的射擊后座力反饋；○高精度姿態(tài)傳感器：實時采集頭部、胸部、腿部等戰(zhàn)術(shù)動作數(shù)據(jù)；○背包式計算機：進行仿真數(shù)據(jù)解算。二、系統(tǒng)架構(gòu)由半實物改裝槍械、視景及控制計算機及虛擬現(xiàn)實設(shè)備組成VR頭盔頭戴式耳麥

1：1半實物武器高精度姿態(tài)傳感器背包式計算機訓(xùn)練場景根據(jù)訓(xùn)練科目設(shè)置相應(yīng)的場景，包括地理環(huán)境和氣象環(huán)境兩大部分訓(xùn)練任務(wù)在訓(xùn)練場景中設(shè)置初始兵力配置，并明確雙方任務(wù)。記錄和評定自動接收、記錄并顯示系統(tǒng)運行信息及訓(xùn)練節(jié)點操作信息；并對訓(xùn)練過程和結(jié)果進行考核虛擬訓(xùn)練模擬真實訓(xùn)練場所和射擊目標，配合VR頭戴式設(shè)備生成虛擬訓(xùn)練場景，產(chǎn)生身臨其境的感覺。三、主要功能訓(xùn)練場景設(shè)置：典型戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練用的地理環(huán)境包括靶場環(huán)境和野戰(zhàn)環(huán)境，野戰(zhàn)環(huán)境又包括城市、城郊結(jié)合部、山林、海島、戈壁等（支持添加地形）等典型作戰(zhàn)環(huán)境；氣象環(huán)境有白天、黃昏、黑夜的顯示能力，光照強度、光照角度、能見度等氣象條件可控，包括多云、夜間、微光、大霧、煙塵、雨雪等典型氣候條件。訓(xùn)練任務(wù)設(shè)置受訓(xùn)人員可分為紅藍方，按照相應(yīng)的分隊編組形式，進行模擬對抗訓(xùn)練；也可進行受訓(xùn)人員與虛擬兵力之間的對抗訓(xùn)練。單兵基本射擊技能訓(xùn)練：多場景單兵固定靶位瞄準及擊發(fā)訓(xùn)練；多場景單兵移動靶位瞄準及擊發(fā)訓(xùn)練。單兵射擊戰(zhàn)術(shù)對抗訓(xùn)練：多場景單兵多種戰(zhàn)術(shù)動作射擊訓(xùn)練。班組戰(zhàn)術(shù)協(xié)同射擊對抗訓(xùn)練：多場景多人戰(zhàn)術(shù)協(xié)同射擊對抗訓(xùn)練。虛擬訓(xùn)練模塊模擬真實訓(xùn)練場所和射擊目標，配合VR頭戴式設(shè)備產(chǎn)生虛擬訓(xùn)練場景，使學(xué)員產(chǎn)生身臨其境的感覺。受訓(xùn)人員進行識別目標和瞄準，包括判斷目標的距離、運動狀態(tài)等，進行射擊并模擬發(fā)射時的煙、火光、彈丸的軌跡等，以及目標被擊中后爆炸、燃燒、損壞等特效。根據(jù)武器的彈道特性，建立數(shù)學(xué)模型，根據(jù)擊發(fā)時的彈道條件及所采用的修正方法，實時解算出彈丸在空間的位置和速度，解算射擊效果。包含穿著慣性導(dǎo)航動作捕捉設(shè)備和不穿著動作捕捉設(shè)備。穿著時，通過捕捉到的動作數(shù)據(jù)實時控制虛擬模型動作；不穿著時，通過語音命令控制虛擬模型動作。記錄和評定系統(tǒng)管理訓(xùn)練過程中自動接收、記錄并顯示系統(tǒng)運行信息及訓(xùn)練節(jié)點操作信息；支持演練回放；教員設(shè)定訓(xùn)練成績評定規(guī)則，對受訓(xùn)人員訓(xùn)練過程和結(jié)果進行考核。主要進行地形場景、地物模型、武器裝備模型、用戶、訓(xùn)練日志及任務(wù)規(guī)則的管理。場景范圍：10公里×10公里地