ЭЛЕКТРОННЫЙ СТРЕЛКОВЫЙ ТРЕНАЖЕР "ТЭСТ" Российский патент 2018 года по МПК F41G3/26 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к учебно-тренировочным средствам (электронным стрелковым тренажерам) обучения стрельбе с помощью имитаторов различных видов стрелкового вооружения и гранатометов по неподвижным, появляющимся и движущимся целям с применением правил стрельбы с имитацией отдачи без применения боеприпасов.

Уровень техники

Из уровня техники известен стрелковый тренажер и оптико-электронное устройство к нему (варианты) (патент РФ №114768, 21.11.2011, кл. F41J 3/26), состоящий из оружия или его имитации, средства для прицеливания, спускового механизма, микрофона, оптико-электронного устройства, причем оптико-электронное устройство выполнено обеспечивающим в рабочем режиме непрерывное определение координат перемещений средства для прицеливания относительно мишени, фиксацию момента срабатывания спускового механизма и передачу данных проводным или беспроводным образом на устройство обработки и отображения информации.

Из уровня техники также известен стрелковый тренажер (патент РФ №37199, 26.12.2003, кл. F41J 3/26), содержащий имитатор оружия, электронно-оптический прицел, блок аналого-цифрового преобразования, блок определения параметров прицеливания, связанный каналом передачи данных с блоком аналого-цифрового преобразования.

Недостатками указанных аналогов является то, что имитаторы присоединяются к ПЭВМ проводами для обеспечения обмена данными, а также пневматическими шлангами к пневмооборудованию, обеспечивающими работоспособность пневматической системы имитатора. Отсутствие автономности имитаторов оружия не позволяет в полной мере проводить обучение приемам с оружием (прицеливание, передвижение, смена позиции, стойка для стрельбы).

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является электронный стрелковый тренажер (KZ №24127 А4, 15.06.2011, кл. F41J 1/18), состоящий из имитаторов оружия, управляющего программно-технического комплекса, проекционного экрана, видеопроекторов, акустической системы, высокоскоростной видеокамеры, радиосистемы обмена данных, при этом в имитаторы оружия встроены датчики контроля параметров, влияющие на правильность выполнения упражнений, лазеры для формирования точки прицеливания и пневмосистемы, при этом пневмосистема встроена в имитатор, а в управляющий программно-технический комплекс входит программное обеспечение, реализующее моделирование и визуализацию мишенной обстановки с применением трехмерной графики.

К недостаткам указанного аналога можно отнести отсутствие имитации работы подвижных частей механизмов оружия, отдачи и увода ствола при производстве выстрела, так как имеющийся в аналоге имитатор выхлопа (отдачи) струи газового выброса не обеспечивает реалистичное обучение навыкам действий с оружием, например, правильность удержания оружия, не касаясь подвижных частей механизмов оружия, "передергивания" затворной рамы для досылания патрона в патронник при осечке и первоначального заряжания оружия.

Кроме того, указанный аналог не обеспечивает функционирование с другими тренажерами, поддерживающими международный стандарт распределенного моделирования IEEE 1516 (HLA), для формирования единого виртуального поля боя, т.е. получения и отображения складывающейся мишенной обстановки извне (внешней по отношению к тренажеру-системе, например, моделирующий комплекс) и передачи вовне факта «попадания» имитаторами тренажера по мишеням, для отображения этого в мишенной обстановке.

Раскрытие изобретения

Технический результат изобретения заключается в обеспечении проведения занятий и контроля уровня готовности обучаемых по огневой подготовке стрелков, гранатометчиков, снайперов без применения боеприпасов.

Технической задачей изобретения является достижение автономности имитаторов оружия относительно ПЭВМ и пневмооборудования, а также наличие возможности создания различных сценариев мишенной обстановки пользователю без участия разработчиков тренажера.

Техническая задача, направленная на достижение автономности, решена за счет:

- разработки имитаторов оружия и гранатометов посредством встраивания в них датчиков контроля параметров, влияющих на правильность выполнения упражнений, лазеры для формирования точки прицеливания и пневмосистемы, обеспечивающие имитацию работы подвижных частей механизмов оружия, отдачи и увода ствола при производстве выстрела, при этом баллон для работы пневмосистемы встроен в имитатор;

- разработки радиосистемы обмена данными между имитаторами и программным обеспечением, реализующей сбор и передачу данных с датчиков имитаторов.

Техническая задача, направленная на создание различных сценариев мишенной обстановки, решена за счет разработки программного обеспечения (ПО) из состава УПТК, реализующего моделирование и визуализацию мишенной обстановки с применением трехмерной графики, в том числе при функционировании тренажера в составе тренажерного комплекса, основанного на взаимодействии учебно-тренировочных средств в рамках единого виртуального поля боя, реализованного в соответствии с требованиями международного стандарта распределенного моделирования IEEE 1516 (HLA).

Технический результат достигается тем, что электронный стрелковый тренажер «ТЭСТ», состоящий из имитаторов оружия с встроенными датчиками контроля параметров, влияющими на правильность выполнения упражнений, управляющего программно-технического комплекса с программным обеспечением, реализующим моделирование и визуализацию мишенной обстановки с применением трехмерной графики, проекционного экрана, видеопроекторов, акустической системы, высокоскоростной видеокамеры, радиосистемы обмена данных, лазеров для формирования точки прицеливания, пневмосистемы, встроенной в имитатор, дополнительно содержит станции пневмозарядки имитаторов, при этом пневмосистема с баллоном для ее работы, встроенным в имитатор, обеспечивает имитацию работы подвижных частей механизмов оружия, отдачи и увода ствола при производстве выстрела, а управляющий программно-технический комплекс обеспечивает функционирование тренажера с другими тренажерами, поддерживающими требования международного стандарта распределенного моделирования IEEE 1516 (HLA).

Признаки, используемые для характеристики устройств.

Электронный стрелковый тренажер представляет собой совокупность аппаратных и программных компонентов.

В состав электронного стрелкового тренажера входят:

- имитаторы оружия;

- управляющий программно-технический комплекс (УПТК);

- проекционный экран;

- видеопроекторы;

- акустическая система;

- высокоскоростная видеокамера;

- радиосистема обмена данных;

- станция пневмозарядки имитаторов.

Компоненты электронного стрелкового тренажера взаимоувязаны между собой посредством радиосистемы обмена данными, обеспечивающей передачу управляющих сигналов (количество боеприпасов, начало/окончание тренировки, отказы и т.д.), формируемых УПТК на имитаторы и выдачу сигналов состояния (показания датчиков, точка прицеливания, точка попадания и т.д.) имитаторов обратно в УПТК для их дальнейшей обработки и выставления автоматической оценки.

Имитаторы оружия созданы на основе физических макетов, соответствующих реальным образцам стрелкового вооружения и гранатометов, обеспечивающих активное участие обучаемых в упражнении (тренировке) путем производства с имитатором необходимых манипуляций (присоединение магазина или заряжание гранатомета, изменение режима огня, досылание патрона в патронник, прицеливание, производство выстрела и др.).

В имитаторах реализована пневмосистема, обеспечивающая имитацию работы подвижных частей механизмов оружия, отдачи и увода ствола при производстве выстрела и датчики для контроля правильности выполнения упражнений и алгоритма проведения стрельбы, состоящая из:

1) датчика бойка;

2) датчика подсоединения магазина (наличия гранаты в стволе);

3) датчика переводчика огня (одиночный, автоматический, предохранитель);

4) датчика затвора;

5) датчика угла наклона и бросания;

6) датчика положения прицельной планки;

7) датчика спускового крючка для определения плавность нажатия.

Также в имитаторы встроен лазерный модуль, обеспечивающий формирование маркера точки прицеливания.

УПТК обеспечивает создание различных упражнений (сценариев тренировки), их трехмерную визуализацию на проекционный экран посредством выдачи видеоизображения с использованием видеопроекторов с помощью ПО.

Высокоскоростная видеокамера, подключаемая к УПТК, обеспечивает получение координат точек прицеливания, формируемых лазерным модулем, встроенным в имитаторы оружия.

Взаимодействие УПТК с имитаторами реализуется с использованием радиомодуля.

Акустическая система, которая подключена к УПТК, воспроизводит имитацию звуков выстрела, а также погодных условий, указанных в упражнении.

Краткое описание чертежей.

Фиг. 1 - общая схема электронного стрелкового тренажера ТЭСТ.

1 - проекционный экран;

2 - видеопроекторы;

3 - акустическая система;

4 - высокоскоростная видеокамера;

5 - управляющий программно-технический комплекс;

6 - имитаторы оружия;

7 - станция пневмозарядки имитаторов.

Фиг. 2 - алгоритм работы электронного стрелкового тренажера ТЭСТ.

8 - алгоритм работы тренажера;

9 - запуск упражнения. Запуск 3D визуализатора. Моделирование мишенной обстановки;

10 - наведение имитатора (лазера) на экран с мишенной обстановкой;

11 - считывание точки прицеливания (лазерного пятна) с помощью видеокамеры;

12 - обмен данными датчиков имитатора с радиобазой;

13 - анализ точки прицеливания и вычисление точки попадания согласно баллистических таблиц для конкретного используемого имитатора с учетом поправки на погодные условия;

14 - выставление автоматической оценки исходя из анализа данных полученных при проведении тренировки и выставленных критериев оценки;

15 - печать оценочной ведомости.

Осуществление изобретения

Электронный стрелковый тренажер предназначен для оснащения силовых министерств (ведомств), а также спортивных, культурно-досуговых, выставочных комплексов и гражданских образовательных учреждений в интересах:

а) плановой огневой подготовки стрелков, гранатометчиков, снайперов;

б) контроля уровня готовности стрелков;

в) занятий по тактической подготовке при функционировании тренажера в составе тренажерного комплекса, основанного на взаимодействии учебно-тренировочных средств в рамках единого виртуального поля боя, реализованного в соответствии с требованиями международного стандарта распределенного моделирования IEEE 1516 (HLA).

Для проведения тренировки с использованием электронного стрелкового тренажера оператор создает упражнения для обучения стрельбе, в которых определяет используемые мишени и их "поведение", выбирает ландшафт, погодные условия, время года и время суток для тренировки. После этого оператор регистрирует обучаемых (вводит фамилию и инициалы, воинское звание, должность и подразделение, выбирает сценарий тренировки, определяя огневую задачу и исходную тактическую обстановку в соответствии с замыслом и целями проведения занятия).

По мере готовности обучаемых оператор дает старт началу выполнения упражнений. Начинается отсчет времени выполнения упражнения. На основании заданных параметров упражнения УПТК моделирует мишенную обстановку и формирует ее трехмерное представление, проецируемое с использованием видеопроектора на проекционный экран, где обучаемый видит мишенную обстановку.

Обучаемый производит прицеливание имитатором (формируется лазерная точка прицеливания) по мишеням, отображаемым на проекционном экране, и производит "выстрел". После "выстрела" УПТК рассчитывает точку попадания на основании идентификации точки прицеливания (координаты точки засветки лазера имитатора переданные с имитатора). Для расчета точки попадания используются соответствующие баллистические таблицы в зависимости от типа боеприпаса и заданных параметров (температура окружающей среды, влажность воздуха, скорость и направление ветра, угол места цели, деривация, атмосферное давление).

В процессе выполнения упражнения УПТК фиксирует параметры, необходимые для автоматизированного расчета оценки выполнения упражнения с последующим выставлением оценки каждому обучаемому.

Изобретение относится к учебно-тренировочным средствам обучения стрельбе с помощью имитаторов стрелкового вооружения и гранатометов по неподвижным, появляющимся и движущимся целям с применением правил стрельбы с имитацией отдачи без применения боеприпасов. Электронный стрелковый тренажер состоит из имитаторов оружия (6) с встроенными датчиками контроля параметров, влияющими на правильность выполнения упражнений, управляющего программно-технического комплекса (5) с программным обеспечением, реализующим моделирование и визуализацию мишенной обстановки с применением трехмерной графики, проекционного экрана (1), видеопроекторов (2), акустической системы (3), высокоскоростной видеокамеры (4), радиосистемы обмена данных, лазеров для формирования точки прицеливания, пневмосистемы, встроенной в имитатор. Тренажер дополнительно содержит станции пневмозарядки имитаторов (7). Пневмосистема с баллоном для ее работы встроена в имитатор (6) и выполнена с возможностью обеспечить имитацию работы подвижных частей механизмов оружия, отдачи и увода ствола при производстве выстрела. Управляющий программно-технический комплекс (5) реализует взаимодействие тренажера с другими тренажерами, поддерживающими требования международного стандарта распределенного моделирования IEЕЕ 1516 - HLA. Обеспечивается автономность имитаторов оружия относительно ПЭВМ и пневмооборудования в процессе проведения занятий и контроля уровня готовности обучаемых по огневой подготовки стрелков, гранатометчиков, снайперов без применения боеприпасов. 2 ил.

Электронный стрелковый тренажер, состоящий из имитаторов оружия с встроенными датчиками контроля параметров, влияющими на правильность выполнения упражнений, управляющего программно-технического комплекса с программным обеспечением, реализующим моделирование и визуализацию мишенной обстановки с применением трехмерной графики, проекционного экрана, видеопроекторов, акустической системы, высокоскоростной видеокамеры, радиосистемы обмена данных, лазеров для формирования точки прицеливания, пневмосистемы, встроенной в имитатор, отличающийся тем, что тренажер дополнительно содержит станции пневмозарядки имитаторов, при этом пневмосистема с баллоном для ее работы, встроенным в имитатор, выполнена с возможностью обеспечения имитации работы подвижных частей механизмов оружия, отдачи и увода ствола при производстве выстрела, а управляющий программно-технический комплекс - с возможностью обеспечения функционирования тренажера с другими тренажерами, поддерживающими требования международного стандарта распределенного моделирования IEEЕ 1516-HLA.