王平 陈君武 马红平 沈天炜 甘肃政法学院公安分院

警用互动实弹模拟射击影视靶自动报靶系统概述

（一）系统介绍

警用互动实弹模拟射击影视靶自动报靶系统，是将计算机多媒体技术与声电、热成像探测定位及激光技术等报靶技术相结合的一种新型自动报靶系统。它是一种高科技训练器材，可进行实弹射击、模拟射击训练。其训练方法是将实际案例的场景拍成教学片或三维动漫设计制作，由计算机控制，通过投影仪放到大屏幕上，产生实际场景环境和声响效果，射击训练人员如临其境，根据屏幕上出现的各种突发情况，来练习使用枪械射击的反应能力以及面对突发事件时的处理能力，人机互动，人人互动，训练人员射击的时刻和击中靶位都被迅速记录到计算机内，最后对成绩作出判断和统计，以此来提高学员战术训练水平和执法能力。

（二）技术发展

国内在实弹自动报靶领域采用的技术主要有子弹开关、线圈靶、光幕靶、摄像处理技术、光电定位、声电定位、热成像探测定位及激光技术，这些报靶系统在使用时各有侧重。七十年代初，子弹开关利用两块平行的导体来实现定位，此技术漏报率高，已经鲜有用户；八十年代，线圈靶技术简单，但精确度不高，也已基本淘汰；光幕靶由于受环境影响较大，技术不完善，适用于全封闭靶场；摄像处理技术开始应用于射击报靶系统，将利用摄像技术采集到的视频，通过计算机传输到电视机的一种报靶系统，技术落后，精确度低，现已基本淘汰。进入二十一世纪，随着世界军事技术的发展，军工技术军转民，在军工企业的带动下，光电定位及声电定位技术、热成像定位及激光定位技术等取得了迅速发展。光电定位系统通过检测子弹上靶时对激光网络的阻断情况对弹着点进行定位，能够达到较高精度；声电定位技术利用子弹穿过封闭声学空腔产生的扰动波对弹头弹丸进行定位，特点是受外界环境的影响非常小，也保证了定位的精度与稳定性；热成像定位是利用红外热成像的原理进行弹头弹丸定位，该技术主要受红外热成像技术发展而发展；激光定位技术是在靶板前形成一道激光幕，子弹穿过靶板前，先穿过激光幕，子弹穿过激光幕时产生挡光现象，实现子弹定位。当前，声电定位技术、热成像定位技术及激光定位技术这三种技术或多种结合技术，占据了中国警用互动实弹模拟射击影视靶自动报靶的主要市场。随着科技的发展，还会出现更多先进的互动实弹模拟射击影视靶自动报靶系统。

（三）系统实现

警用互动实弹模拟射击影视靶自动报靶系统可实现受训人员佩带激光发射装置与屏幕中敌军或恐怖分子进行交互射击，同时训练影像课目可以在后期更新和定制化开发。实弹射击馆能够满足不同天候、不同地形、不同角度、不同场景、不同条件的单兵、小组全天候射击训练需要，实用系统设定、控制环境的变换各种声音等虚拟化效果，能够在指挥人员的操控下营造逼真的训练氛围，加强受训队员在复杂、不利作战气候条件下的实战训练。

警用互动实弹模拟射击影视靶自动报靶系统采用两套实弹/模拟射击电影靶自动报靶系统来实现实时对战模拟，以达到更加逼真的训练效果。

警用互动实弹模拟射击影视靶自动报靶系统组成及功能

警用互动实弹模拟射击影视靶自动报靶系统组成必须满足三大功能：1．可使用各种真枪实弹射击，屏幕上的画面对射击效果迅速作出反应，产生高度逼真的训练效果；2．也可使用仿真枪进行射击训练，是一种双功能射击模拟训练系统，用户在使用中可随意选择；3．使用两套系统可进行互动射击，即两人实时模拟对战训练。警用互动实弹模拟射击影视靶自动报靶系统由软件和硬件两部分组成。

（一）系统软件组成部分

（1）基础科目训练软件，包括：固定目标、移动目标、闪现目标等实弹弹着点识别图像处理；模拟弹着点识别图像处理；光电探测弹数统计系统等软件，主要作用是实时监测统计子弹射击弹数。

（2）影-人情景互动射击训练科目训练软件，包括各种实景拍摄节目，案例实景模拟再现，案例实景射击处置，动漫节目，CS节目等软件。

（3）人-人实时对抗射击训练科目训练软件，包括单兵战术对抗，战术掩护，火力掩护等科目，实时对抗处理。

（4）实景拍摄情景影像训练节目，编辑、制作影像训练节目播放软件。

（5）常用警用互动器械功能软件，包括辣椒水、警棍、手电筒等常用警用器械检测功能软件。

（6）射击训练数据、成绩等记录、存储、打印功能软件。

（7）射击训练过程影像资料存储、回放、评判功能软件。

（8）人员档案及数据库管理软件。

（9）摄像机控制软件及监控记录。

（10）成像仪控制软件，包括：声电控制软件、红外摄像控制软件、热成像控制软件，激光控制软件等。

（11）投影机控制软件。

（12）天候、通风等控制软件，如打雷、下雨、闪电、下雪等不同季节、天气气候、场景情景再现控制软件等。

（13）系统软件升级。根据技术发展，整体系统及软件实现升级更新。

（二）系统硬件组成部分

下图所示为实弹射击系统主要硬件组成图。

（三）系统组成功能

1．基本功能

（1）实弹射击功能；

（2）互动实弹/模拟射击功能；

（3）影像场景不少于60项。

2．实施各种标准或非标准靶型射击训练

（1）能自行选择靶标的场景画面，包括室内靶场、室外靶场、野外场地等；各种动态靶标：三维移动靶、二维移动靶、起倒靶、隐显靶等；

（2）能自行选择进行各种战术射击训练；

（3）可进行单人、多人射击训练；

（4）可进行单屏、多屏射击训练；

（5）射击成绩自动生成储存、回放、打印；

（6）光电探测弹数统计系统。

3．影-人实战情景互动射击训练

（1）系统能在1屏、2屏播放各种实战情景射击训练节目，完成实弹、模拟影-人实战情景互动射击训练；

（2）实战情景射击训练节目具有命中跳转的功能，如：命中头部直接毙命，击中腿部跪下等；

（3）每个目标能够判定9个人体的不同部位区域（即：头、颈、左胸、右胸、左臂、右臂、腹部、左腿、右腿）；

（4）节目支持9个不同部位区域的情节跳转；

（5）支持5种互动设备(喊话控制、警棍、辣椒水、手电筒、掩体)的情节跳转；

（6）实现不同光线条件下的模拟仿真；

（7）射击成绩教官评判；

（8）射击成绩储存、回放。

4．人-人实时对抗射击训练

（1）系统具有外部视频、音频信号输入功能，可将现场拍摄的图像投影到训练室屏幕上进行实时训练；

（2）支持警棍、手电筒、辣椒水等常用警用器械的交互使用；

（3）具有判定命中结果功能；

（4）具有射击结果储存、回放、评判功能。

5．反恐射击训练

（1）移动双面靶射击训练

靶标整体在屏幕上做多向移动，同时靶面做翻转运动，靶面呈现给射手敌、友两个不同的画面，训练射手的反应速度。靶标运动速度可调，靶面停留时间长短可调。系统能自动报靶（即命中弹数、未中弹数、误射弹数等）。

（2）升降靶射击训练

将靶标模拟安装在靶壕内或障碍物后，总机控制靶标自动升降，靶标的升降速度及停留时间可任意设定。系统能自动报命中弹数、未中弹数。

（3）横向运动靶射击训练

1个或多个靶标（人形靶、跑步靶等）在屏幕上做反复横向运动，训练射手对运动目标的射击训练，靶标的运动速度可调。系统能自动报命中弹数、未中弹数。

（4）歹徒劫持人质靶射击训练

屏幕上显示不同歹徒劫持人质的场面，训练射手处置劫持人质案的能力。系统能自动报击毙歹徒、误伤人质的结果。

（5）狙击靶射击训练

狙击射击训练采用人体部位靶标，靶标的部位及大小可调，可供不同水平的射手训练。系统能自动报命中弹数。

（6）隐现靶射击训练

在某一障碍物或掩体后有歹徒出现或隐蔽，模拟实战中的情节，训练射手快速反应的能力，歹徒隐现速度可快可慢。系统能自动报命中目标、次数。

6．训练节目及编辑

系统提供训练节目编辑工具，支持常见视频格式，支持全高清（1080p）格式视频，可自主编辑基础科目、应用科目、实景科目。

7．其它系统功能

（1）系统具有较强的开放性，可根据使用单位的不同特点，如公安、武警、部队等，或是训练内容，进行针对性的修改及扩展各项功能；

（2）系统可在原有的基础上进行无障碍升级。提供科目编辑工具软件，可自主编辑训练科目内容；

（3）支持后台程序管理，配有数据库系统。系统具有成绩显示、评判、储存、打印、记录、回放、查询、存档等功能，并提供标准接口，可接入其它数据库管理平台；

（4）系统配备有64式手枪、77式手枪、54式手枪、92式手枪、左轮手枪、79微冲、95半自动步枪、81式步枪激光枪，在节省弹药，安全可靠的同时最大限度的模仿真实射击的感觉。激光枪经过特殊处理，配合其它辅助设施，可区分枪支编号，便于判定队员成绩；

（5）系统配有多功能掩体，该掩体可通过过程控制或手动控制升起或落下，可随意移动、组合，可随时更换类型。掩体上带有多种传感装置，可侦测队员躲闪动作及其在掩体后躲闪的时间，如队员消极抵抗，躲避超过系统设定的时间，掩体将发出提示，甚至使队员手中激光枪失灵；

（6）系统具有感应训练人员活动情况的功能，投影视频随之情节跳转、场景变换、视频停动。

警用互动实弹模拟射击影视靶自动报靶系统的特点

警用互动实弹模拟射击影视靶自动报靶系统是主要由各功能服务系统通过有效的无线或有线网络连接，再由电脑服务器软件系统集中处理、控制而形成的自动报靶系统，具有以下系统特点：

（一）强大的互动性能

宽屏幕影像人机互动射击训练可以充分体现受训官兵判定场景信息做出正确判断，果断快速做出精准射击能力，如果在屏幕中歹徒开枪射击前没有将其有效击毙，则自动跟踪反击系统将快速的发出激光将受训官兵击毙，达到人机互动对抗效果。

（二）两屏分离组合式可移动投影

实弹射击方舱投影系统由两屏投影共同组成，可方便快速的分离和组合。

当两屏投影分离隔开并且中间加上防弹隔档，在各自训练区域摆放上合适的遮挡掩护道具时，就形成了两个完全不同的、独立的实景对抗作战环境。通过投影屏幕能看到对方的实景影像，并可对屏幕中的受训官兵进行射击训练，从而达到很好的真枪实弹的实景对抗训练效果。

当两屏投影合并组合拼接在一起时，整个射击屏幕就形成了一个大视角、更加形象逼真的宽屏训练场景，可供多名受训官兵同时进行训练。

（三）多靶位实弹射击

多靶位实弹射击系统射击训练区域，通过身边各自的靶位射击显示设备就能即时掌握自己的射击情况和系统统计显示出的分析结果。

（四）精准的实弹弹点采集定位

实弹射击采用先进的声电定位技术、激光定位技术、热成像定位技术，是先进稳定的自动报靶技术设备，也保证了定位的精度与稳定性。能准确无误的显示出受训官兵的实际弹着点，达到很好的实弹射击训练效果。

（五）成绩统计分析

实弹射击中所有的训练科目软件均配有相应的成绩统计分析系统，能及时准确的显示出受训官兵射击训练情况，客观的体现出受训官兵射击训练水平。

训练成绩由控制台统一管理与操控，并且系统能够自动记录训练过程录像，显示生成射击成绩并评定训练成绩。另外根据观摩需要，控制室还可将训练信息（作战影像、时间、训练课目、成绩等）同步传输到观摩室或训练基地会议中心供指挥人员和观摩人员对训练进行指导分析。

警用互动实弹模拟射击影视靶自动报靶系统实现功能

为实现科技化、现代化、人性化的高仿真模拟训练，警用互动实弹模拟射击影视靶自动报靶系统从多方面多角度进行训练科目规划设计，“情景”训练，突出实战，达到战训合一，可实现以下多种射击训练功能。

（一）宽屏幕人机互动对抗射击训练

系统采用高科技的仿真模拟技术真实再现实战中可能发生的各种突发事件，突破了传统的双屏幕投影方式，采用宽屏幕（2屏幕）对接技术，可再现室内外多方位场景，使反恐怖训练能体现更震撼、更真实的视觉和现场效果。系统可实现受训人员和屏幕中犯罪分子、暴徒或恐怖分子进行实弹交互射击，同时训练影像课目可以在后期更新和定制化开发。使用人机对抗反击发射器，自动跟踪训练人员，发射激光信号，与屏幕上出现的人物相互对抗射击。

影-人互动射击是指影幕播放各种训练节目，警察可持激光模拟枪、真枪对节目中设置的各种训练情景进行射击。节目中有劫持人质、追捕、歹徒对抗、查缉等各种实战情景。

（二）红、蓝方真人实景影像对抗射击训练

红蓝双方通过各自屏幕同步反映对方情况，受训人员可“面对面”进行室内实弹、激光射击对抗，并根据需要可任意组合成不同室内场景。把室内分为两部分A区和B区，适合分队对抗射击训练。

采用真实场景射击对抗训练方法，训练双方可利用场景中地形地物进行分组反恐战斗训练，可用实弹射击或激光模拟射击。系统分为两个场景，把各自场景传输到另一方大屏幕中，训练队员在本场景中进行战术训练，并对另一方的大屏幕场景进行射击对抗，使用这种训练方法可使双方进行互动对抗射击训练，并可使用实弹射击，增加了实战效果。

（1）训练方式：可分红蓝方，多人小组训练；

（2）适用方式：各种枪械实弹射击和激光模拟射击；

（3）成绩评定：实时记录击中对方的部位和次数,评定和显示双方成绩；

（4）双方队员可分红方、蓝方；

·红方：1～5名，可编号

·蓝方：1～5名，可编号

（5）击中有效部位：头部，胸部；

（6）实时记录双方队员射击情况，击中后被击中队员可发光报警和烟雾报警；

（7）记录射击次数：被击中次数，击中部位和评判总分。

特点：在场队员可按顺序编号，双方队员射击时间准确记录，对抗射击时可区别谁先开枪和击中。

（三）警察大纲科目、配套影像靶射击训练

系统提供全景合成影像视频节目，可进行影像对抗训练，各种动态人物和各种突发事件场景射击训练。配有红外反击器，可实现屏幕和人进行对抗。系统将根据记录受训人员的开枪时间及击中部位，有效的判断受训人的射击水平。训练节目不仅可以模拟出各种真实的恐怖事件，还可以按教官的意志改变节目播放顺序，减低受训人员对节目的适应性。

库内提供了各种不同类型基础训练课目，胸环靶、移动靶、人型靶、人体部位靶、人脸记忆靶、人质靶，提供开放靶标编辑系统，能方便设计背景，射击目标靶位，如起倒，旋转，移动，曲线运动，随机出现等。

（四）幻灯影像投影射击训练

系统可选择单屏或双屏两种不同形式进行快速射击训练，幻灯片场景内容方便灵活多变，制作简易，幻灯片更换时间可单独设置，图片场景中击中目标可设置不同的得分值，同时可设置人质和危险爆炸物等。

（五）现场观摩实现科学教学示范训练

所有参加培训学习的相关人员可在观摩室进行现场观摩，经过教学示范训练演示后，把学习到的方法经验带回各自的训练基地进行实践，从而把科学成熟与先进教学的训练方式、方法进行推广。

（六）实弹射击系统训练科目编辑系统

随着受训学员使用实弹射击系统次数增多、时间增长，可能会感觉训练科目内容固定并且熟悉，从而影响预期的训练效果，因此影像视频训练科目编辑系统显得特别需要。

编辑系统软件功能是对射击训练的视频素材进行加工，标记视频中的匪徒和爆炸物等对象。用户经培训后可方便使用DV高清摄像机，拍摄实战影像训练科目，经编程处理后可直接用于射击训练。

几款实弹模拟射击影视靶自动报靶系统介绍

（一）实弹模拟射击影视靶激光自动报靶系统

激光自动报靶系统利用大面积激光光幕，采用半导体激光器作为光源，经光学系统形成大面积激光光幕靶区，用该激光靶组成区截装置。弹丸通过光幕时，光电探测器获得弹丸过靶信号，直接由高速A/D采集卡获取，再由计算机进行处理得到弹丸的准确定位。激光幕枪弹定位技术是北京信安通靶场装备技术有限公司的一项发明专利，这项技术从根本上解决了自动报靶设备的靶板上有弹孔就会产生漏报的技术难题。它对枪弹的定位靠的是激光幕，与靶板的损坏程度无关，创造性的提升了自动报靶设备的技术水平。靶场可进行精度射击训练，也可进行激光模拟/实弹射击影像训练。

（二）实弹模拟射击影视靶声电自动报靶系统

声电靶的原理是利用声电传感器阵列组成靶面来接收超音速弹丸通过靶面时产生的激波信息，通过激波掠过配套传感器阵列时的脉冲形态与传感器之间的几何关系，以及其自身物理特性的数学建模，进而计算出弹丸着点的精确坐标。声靶在使用中不受弹丸材料的影响，使用方便，抗干扰能力强，只要实地调整好压力传感器的有关参数就可以获得较高的测量精度。目前，奥运会比赛使用电子报靶系统，这种系统具有成本低、自动化程度高、抗干扰能力强，能精确测出子弹偏离靶芯坐标位置等特点。

奥运会射击比赛及各种国际射击比赛用自动报靶均为声定位技术，由此可见声定位技术的精度和稳定性。

（三）实弹模拟射击影视靶光电自动报靶系统

光电自动报靶系统通过实时捕捉子弹穿过靶标光幕时所产生的光电信号实现弹着点定位，该系统以发光装置构成的光电靶作为检查弹着点的装置，以单片机为核心构成数据分析处理系统，能够准确的得到子弹弹着点的坐标和相应的环数，并且可以有效地建设错误和漏报的情况。光电靶报靶系统由X、Y两个方向上的激光网络构成，将普通靶纸置于激光网络之间与之同轴，当子弹打破靶纸，并穿越激光网络时，会阻断相应位置处X、Y两个方向上各一路激光（x、y），从而使接收装置（光敏管）开关状态发生变化。通过对光敏管开关状态进行编码，便可将子弹穿过时对应的光敏管状态进行记录，利用单片机对该信号进行处理，便可得到弹着点的坐标和环数。

（四）实弹模拟射击影视靶红外热成影、激光自动报靶系统

此款实弹模拟射击影视靶系统，其方舱采用先进的红外热成影设备和高对比度激光采集设备分别对子弹穿过屏幕时产生的热点和模拟枪支发出的激光点进行快速精准采集，经过系统采集软件分析处理后，能准确无误的显示出受训官兵的实际弹着点，达到很好的模拟射击训练效果。该系统可影像360°环境模拟射击训练，训练设备运用激光发射器和对抗服装，采用高科技的仿真模拟技术真实再现实战中可能发生的各种突发事件，可再现室内外多方位场景，使作战训练体现更多、更真实的视觉和现场效果。

总结与展望

警用互动实弹模拟射击影视靶自动报靶系统是为了提高射手在面对射击目标时使用枪械的快速反应能力和案情快速判断能力，应用现代高科技研发出来的综合射击训练系统，是贴近实战，能模拟多情景进行实弹战术训练的方法。系统设计训练科目紧贴警务技能训练要求，突出实战，达到战训合一，如出枪速度、射击速度、人机对射、声光电模拟四季不同环境、人人对抗案例教学等，训练射手在面对各种复杂场景时，360°全方位处理突发事件的能力，如歹徒劫持人质、恐怖分子利用各种掩体进行抵抗等等。应用这种技术规范的高科技训练系统进行各种射击训练，可以提高学员的战术训练水平、提高执法能力和实战水平。运用影视处理技术的自动报靶系统，在国内外都有相应的研究，但实际系统的功能需要与性能指标各有差异，所应用的原理和技术手段也不尽相同，因此可以从多方面进行技术开发，拓展数字影视及自动报靶精确定位领域，满足不同系统的不同需要。随着科技的发展，还会出现更多先进的互动实弹/模拟射击影视靶自动报靶系统技术，如正在研究开发的水炮互动实弹模拟射击影视靶自动报靶系统，突出实战场景战术训练，系统先进，但设备成本大，场地要求高。随着科技和经济的发展，这些新技术都将陆续应用到警察实战训练当中，为提高公安民警训练水平和执法能力起到重要作用。

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