技术领域
[0001] 本发明涉及战场虚拟障碍物生成技术领域，尤其涉及一种大型障碍虚拟生成系统及方法。
相关背景技术
[0002] 沉船、风力发电站、近海养殖设施等大型障碍是抗登陆障碍场的重要组成部分，当前破障分队在此类障碍的实战化破障训练中面临如下困难：
[0003] (1)沉船、风力发电站、近海养殖设施等大型障碍的构设，存在占用时间长、施工难度大、无法与真实障碍一致，耗费成本巨大但却无法还原真实障碍打击效果。
[0004] (2)训练时使用实弹对障碍进行打击，构设的障碍极易被损耗，无法重复使用，使用成本高；
[0005] (3)现有构筑虚拟障碍的方法生成的虚拟障碍物还原度不高，无法与真实障碍的材料、结构等相一致，一方面无法还原真实障碍打击过程；另一方面战斗人员无法准确判断打击效果，无法提高打击效率。
[0006] 随着数字孪生、弹道仿真、毁伤评估、全息成像、视景仿真等技术的飞速发展，在训练中构建虚拟障碍代替大型实物障碍已有良好的技术基础。
具体实施方式
[0031] 下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0032] 一种大型障碍虚拟生成系统，包括物理战场10、孪生战场20、协同控制软件30、推演仿真软件40、基础支撑环境50及无人机搭载设备60；
[0033] 所述基础支撑环境50提供计算服务、存储服务、通信服务、定位服务、装备模型、弹道模型、障碍模型及毁伤模型；
[0034] 所述物理战场10包括装备实体11、全息成像设备12、水幕生成设备13、虚拟障碍14和RTK基站15；所述水幕生成设备13用于生成水幕；所述全息成像设备12采用全息成像技术以水幕作为成像介质，展示虚拟障碍14；所述装备实体11用实弹对所述虚拟障碍14进行打击；所述RTK基站15用于给装备实体11、全息成像设备12和水幕生成设备13提供差分定位信号，提高定位精度；
[0035] 所述无人机搭载设备60包括搭载水幕生成设备13中水雾发生器的水雾发生器搭载无人机61、搭载全息成像设备12中投影装置的投影搭载无人机62；
[0036] 所述孪生战场20包括虚拟地理环境21、虚拟气象环境22、装备孪生体23和虚拟障碍孪生体24；所述虚拟地理21环境用于向推演仿真软件40提供作战地域的地理环境信息(包括作战地域的高程、地貌、土质、水系等信息)；所述虚拟气象环境22用于向推演仿真软件40提供作战地域的天气及气象信息；所述装备孪生体23用于给推演仿真软件40提供所述装备实体11的位置、姿态及射击诸元信息，支撑推演仿真软件40的爆点仿真；所述虚拟障碍孪生体24用于实时展示推演仿真软件40生成的三维视景；
[0037] 所述推演仿真软件40包括爆点仿真模块41、毁伤计算模块42和视景仿真模块43，用于实现爆点仿真、毁伤计算及视景仿真功能；所述爆点仿真模块41从孪生战场20读取气象信息、装备实体11的位置、姿态及射击诸元信息，结合所述基础支撑环境50提供的弹道模型进行仿真，计算出爆点位置；所述毁伤计算模块42结合爆点位置、所述基础支撑环境50提供的弹药模型、障碍模型以及毁伤模型，进行毁伤计算；所述视景仿真模块43依据毁伤计算结果，进行虚拟障碍孪生体24的三维视景仿真，供导调人员查看，并根据仿真结果对虚拟障碍孪生体24的三维视景进行动态调整，同时将三维视景数据发送给协同控制软件30，用于全息成像，生成虚拟障碍14，供破障人员查看；
[0038] 所述协同控制软件30包括水幕生成模块31、全息成像模块32和航路规划模块33；实现物理战场10的全息成像设备12和水幕生成设备13的协同控制计算；所述水幕生成模块
31用于控制水幕生成设备13上的水幕发生器，按需生成水幕作为虚拟障碍14的成像介质；
所述全息成像模块32用于控制全息成像设备12上的投影装置，用于在水幕上投影以展示其生成的虚拟障碍14；所述航路规划模块33用于控制所述无人机搭载设备60，保证搭载不同设备的无人机准确迅速到达各自指定位置，并且对每架无人机的参数进行实时监控。
[0039] 一种大型障碍虚拟生成方法，包括以下步骤：
[0040] 步骤S1：完成系统初始部署，包括各类软件启动、装备实体11布置、全息成像设备12布置、水幕生成设备13布置、全系统联网测试；
[0041] 步骤S2：依据训练设定中的障碍，所述推演仿真软件40利用视景仿真模块43依据基础支撑环境50提供的障碍模型，生成虚拟障碍的三维视景；
[0042] 步骤S3：推演仿真软件40将三维视景信息一方面发送给孪生战场20，生成虚拟障碍孪生体24，供导调人员查看；另一方面发送给协同控制软件30，用于控制全息成像设备12和水幕生成设备13系统工作，生成虚拟障碍，便于破障人员观看；
[0043] 步骤S4：破障人员依据破障方案，操纵装备实体11采用实弹对虚拟障碍14进行打击；
[0044] 步骤S5：推演仿真软件40实时从孪生战场20读取装备孪生体23的位姿信息和射击诸元信息，结合气象信息以及基础支撑环境50提供的弹道模型，通过爆点仿真模块41完成弹药的爆点仿真计算；
[0045] 步骤S6：推演仿真软件40利用毁伤计算模块42，结合爆点数据以及基础支撑环境50提供的弹道模型、障碍模型及毁伤模型，完成障碍的毁伤计算，获得毁伤数据；同时推演仿真软件40使用迭代更新机制，对自身各个模型进行迭代升级，提高障碍生成和毁伤计算的真实度；
[0046] 步骤S7：推演仿真软件40利用利用视景仿真模块43，结合毁伤数据，完成打击后虚拟障碍14的三维视景仿真，生成新的三维视景；
[0047] 步骤S8：重复步骤S3到S7，直至训练结束。
[0048] 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
