RU2592026C1

RU2592026C1 - Method of creating combined reality during preparation of land troops and training device therefor

Info

Publication number: RU2592026C1
Application number: RU2015104239/11A
Authority: RU
Inventors: Валерий Николаевич Соколов; Евгений Дмитриевич Качаев; Алексей Геннадьевич Коротеев; Геннадий Леонидович Коротеев; Владимир Николаевич Овчаров; Антон Алексеевич Пимошин; Виктор Валентинович Сигитов
Original assignee: Акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения
Priority date: 2015-02-09
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2016-07-20

Abstract

FIELD: training means.

SUBSTANCE: group of inventions relates to method and training machine to create combined reality at preparation of military personnel. To create combined reality trainee is presented with background-target situation in form of hybrid physical reality, assigned task of searching, detection and selection of target, its recognition and identification, spatial coordinates of weapons launcher complexes simulators relative to hybrid physical reality and guidance angles are determined and monitored by positioning means, calculated on the basis of registered positioning data projection of the virtual reality environment synthesised in a certain manner are displayed on screens optical units simulators launchers, then in virtual reality mode actions of trainees are recorded and stored in database, hybrid physical reality is used for didactic examination of process of executing task. Simulator for creation of combined reality comprises simulator of background-target situation in form of hybrid physical reality, workstations for trainees, workstation of sessions manager integrated into local area network in certain manner. Workstations for trainees contain computer modules, simulators of launchers, recording devices. Simulator of background-target situation comprises indicators of positions. Launcher simulator comprises micro display, optical unit, control and guidance units. Sessions manager workstation includes computer module, background-target situation simulator control unit, power supply unit.

EFFECT: providing conditions close to real training.

9 cl, 2 dwg

Description

Группа предлагаемых изобретений относится к системам профессиональной подготовки, используемым при обучении и тренировках военнослужащих сухопутных войск.The group of the proposed inventions relates to vocational training systems used in the training and training of military personnel of the ground forces.

Созданная в сухопутных войсках учебная материально-техническая база систем профессиональной подготовки военных специалистов подразделяется на классную и полевую.The material and technical base for the training systems for military specialists created in the ground forces is divided into classroom and field.

Классная учебная материально-техническая база служит для обеспечения обучения по всем предметам боевой подготовки. Классное учебное оборудование, размещенное в соответствующем помещении, составляет объект классной учебной материально-технической базы. Это различного вида макеты реальной аппаратуры, стенды, плакаты, миниполигоны и др.A classroom training material and technical base serves to provide training in all subjects of combat training. Classroom training equipment, located in the appropriate room, is the object of classroom training material and technical base. These are various types of models of real equipment, stands, posters, mini-ranges, etc.

Участок местности, оснащенный соответствующим полевым учебным оборудованием, составляет объект полевой учебной материально-технической базы. К объектам полевой учебной материально-технической базы относятся учебные поля и учебные городки, директрисы стрельбы, винтовочные артиллерийские полигоны, войсковые стрельбища и т.п.A plot of land equipped with appropriate field training equipment constitutes the object of a field training material and technical base. The objects of the field training material and technical base include training fields and training camps, directors of firing, rifle artillery ranges, military shooting ranges, etc.

Практически все воинские части, учебные центры, учебные заведения имеют свою специфическую совокупность полевых и классных объектов учебной материально-технической базы, состав которых определяется соответствующими приказами Министра Обороны и Главнокомандующего сухопутными войсками.Almost all military units, training centers, educational institutions have their own specific combination of field and classroom facilities of the training material and technical base, the composition of which is determined by the relevant orders of the Minister of Defense and the Commander-in-Chief of the Ground Forces.

При этом, как правило, основу классной подготовки военных специалистов сухопутных войск составляют тренажеры, использующие для решения учебно-тренировочных задач (УТЗ) синтезирующие системы предъявления визуальной обстановки, создаваемые на базе современной вычислительной техники. Полигонное оборудование, напротив, использует для предъявления учебно-тренировочных задач гибридную физическую реальность в виде реальной военной техники и/или ее физических имитаторов - мишеней, располагающихся на реальной местности.At the same time, as a rule, the basis of class training of military specialists of the ground forces is made up of simulators that use synthesizing visual presentation systems based on modern computer technology to solve the training problems (UTZ). Polygon equipment, on the contrary, uses hybrid physical reality in the form of real military equipment and / or its physical simulators - targets located on real terrain to present training tasks.

Каждый из этих методов создания фоно-целевой обстановки имеет свои положительные и отрицательные стороны. Например, синтезированные системы, реализуя принцип обучения в искусственных информационно-динамических средах, позволяют создать практически бесконечное множество ситуаций современного боя, в том числе и так называемых «нештатных», которые при использовании реальной техники создать просто невозможно, осуществить полномасштабный объективный контроль за всеми действиями обучаемых как по точности выполнения предписанного алгоритма, так и по скорости решения поставленных задач, а также сохранять в памяти компьютера весь процесс обучения для последующего «разбора занятий». Вместе с тем, обучаемым трудно избавиться от мысли, что это всего лишь «игра», иллюзии, «фильмы» и что при решении задач в физической реальности их ожидают совершенно другие проблемы, которые им предстоит преодолевать на полигонных занятиях и особенно на командно-штабных учениях, которым отдается предпочтение при оценке боеготовности частей и подразделений, что и действительно имеет место в целом ряде ситуаций и задач боевой подготовки войск. Системы же гибридной физической реальности, предъявляя обучаемым учебную обстановку, весьма близкую к боевой, особенно на командно-штабных учениях, но будучи привязанными к конкретной местности и конкретным погодным условиям, не могут обеспечить всю возможную полноту ситуаций современного боя и, главное, обеспечить полномасштабный объективный контроль за действиями обучаемых, оценивая их, как правило, лишь по конечному результату.Each of these methods for creating a phono-target environment has its positive and negative sides. For example, synthesized systems, implementing the principle of training in artificial information-dynamic environments, allow you to create an almost infinite number of situations in modern combat, including the so-called “contingencies,” which when using real technology it is simply impossible to create, to implement full-scale objective control over all actions trainees both in the accuracy of the prescribed algorithm and in the speed of solving the tasks, as well as save the entire learning process in computer memory Nia for later 'analysis activities. " At the same time, it is difficult for students to get rid of the idea that this is just a “game”, illusions, “films” and that when solving problems in physical reality they will have completely different problems that they will have to overcome in training sessions and especially in command and staff exercises, which are preferred in assessing the combat readiness of units and subunits, which indeed takes place in a number of situations and tasks of combat training of troops. Hybrid physical reality systems, presenting students with a training environment that is very close to combat, especially at command post exercises, but being tied to a specific terrain and specific weather conditions, cannot provide all the possible completeness of modern combat situations and, most importantly, provide a full-scale objective control over the actions of trainees, evaluating them, as a rule, only according to the final result.

Только совместное использование в едином учебном процессе этих двух по сути альтернативных способов создания или имитации визуальной обстановки позволяет обеспечить требуемый уровень профессиональной подготовки военнослужащих в Вооруженных Силах РФ.Only the joint use of these two essentially alternative methods of creating or simulating a visual environment in a single educational process allows us to provide the required level of professional training of military personnel in the Armed Forces of the Russian Federation.

Кроме того, переход военнослужащих от обучения в классе к полевым занятиям, как правило, приводит к частичной перестройке, а то и прямой деформации приобретенных навыков.In addition, the transition of servicemen from classroom training to fieldwork, as a rule, leads to partial restructuring, or even direct deformation of acquired skills.

Конечно, в ряде отечественных тренажеров уже предпринимались попытки создания комбинированной реальности, включающей совмещенные физическую и синтезированную реальности для предъявления обучаемым визуальной обстановки. Например, один из способов создания комбинированной реальности был реализован в тренажерах серии 9Ф618М для подготовки операторов противотанковых ракетных комплексов и 9Ф68М для подготовки командиров и наводчиков танковых управляемых ракет. Эти тренажеры предусматривали режимы работы по реальным целям. Для этой цели в них использовались имитаторы приборов наведения 9Ш122 и 9Ш120 соответственно, в поля зрения которых через полупрозрачные зеркала вводилась имитированная цель в виде эллипса, сформированная на экране электроннолучевой трубки (Техническое описание и инструкция по эксплуатации на тренажер 9Ф68М АЕМ1000001 ТО, Тульский завод точного машиностроения, 1972 г.).Of course, in a number of domestic simulators, attempts have already been made to create a combined reality, including combined physical and synthesized realities to present the students with a visual environment. For example, one of the ways to create a combined reality was implemented in simulators of the 9F618M series to train operators of anti-tank missile systems and 9F68M to train commanders and gunners of tank guided missiles. These simulators provided operating modes for real goals. For this purpose, they used simulators of guidance devices 9Sh122 and 9Sh120, respectively, into the field of view of which through a translucent mirror a simulated target was introduced in the form of an ellipse formed on the screen of a cathode ray tube (Technical description and operating instructions for the 9F68M AEM1000001 TO simulator, Tula Precision Engineering Plant , 1972).

Таким образом, обучаемым предъявлялась имитированная цель на фоне реальной местности, на которую в данный момент был направлен имитатор прибора наведения. Обучаемый наводчик выполнял УТЗ, «поражая» эту цель. Командир через специальную оптическую ветвь имитатора прибора наведения имел возможность визуально контролировать результат стрельбы. При этом возможности используемого способа создания комбинированной реальности были ограничены условиями местности, на которой проводились тренировки, несовершенством способа создания комбинированной реальности (эллипс порой перемещался по вершинам деревьев) и полностью исключали преимущества синтезирующих систем предъявления информации в части создания УТЗ и особенно организации объективного контроля за действиями обучаемых. В настоящее время эти тренажеры прошли глубокую модернизацию, в результате которой режим «стрельбы» по реальным целям ввиду его несовершенства был полностью исключен.Thus, the trainees were presented with a simulated target against a background of real terrain, to which a simulator of a guidance device was currently directed. The trained gunner performed UTZ, “hitting” this target. The commander, through a special optical branch of the guidance device simulator, was able to visually control the firing result. At the same time, the possibilities of the used method of creating combined reality were limited by the conditions of the terrain on which the training was conducted, by the imperfection of the method of creating combined reality (the ellipse sometimes moved along the tops of trees) and completely excluded the advantages of synthesizing systems for presenting information in terms of creating UTZ and especially the organization of objective control over actions trainees. Currently, these simulators have undergone a deep modernization, as a result of which the "shooting" mode for real targets, due to its imperfection, was completely excluded.

В настоящем изобретении предлагается способ создания комбинированной реальности, лишенный этих недостатков и позволяющий не только значительно расширить функциональные возможности тренажеров, но и практически полностью избежать деформации навыков обучаемых при переходе с классных тренажеров на полевые занятия.The present invention proposes a method of creating a combined reality, devoid of these shortcomings and allowing not only to significantly expand the functionality of the simulators, but also to almost completely avoid the deformation of the skills of students during the transition from classroom simulators to field classes.

Технический результат - приближение условий тренировки к реальным.EFFECT: approximation of training conditions to real ones.

Результат достигается за счет того, что в способе создания комбинированной реальности при подготовке военных специалистов сухопутных войск, основанном на использовании физической реальности и средств синтезирования виртуальной реальности для предъявления обучаемым фоно-целевой обстановки, обучаемым предъявляют фоно-целевую обстановку в виде гибридной физической реальности и ставят задачу поиска, обнаружения и выбора цели, ее опознавания и идентификации, затем в процессе наведения обучаемыми прицельных марок оптических блоков имитаторов пусковых установок комплексов вооружения в район цели с помощью средств позиционирования определяют и отслеживают пространственные координаты имитаторов пусковых установок комплексов вооружения относительно гибридной физической реальности и углы наведения, затем на экранах оптических блоков имитаторов пусковых установок комплексов вооружения отображают рассчитанную на основании отслеженных данных позиционирования проекцию виртуальной реальности, синтезированной на основе гибридной физической, дополненную динамической фоно-целевой обстановкой и визуальными эффектами, требуемыми задачами обучения, посредством чего происходит ментальное погружение обучаемых в виртуальное поле боя, далее при выполнении обучаемыми алгоритмов боевой работы в режиме виртуальной реальности действия обучаемых протоколируют и сохраняют в базе данных, а затем используют гибридную физическую реальность для дидактического разбора процесса выполнения задачи на основании этого протокола.The result is achieved due to the fact that in the method of creating a combined reality in the training of military specialists of the ground forces, based on the use of physical reality and virtual reality synthesizing tools for presenting students with a phono-target environment, the students are presented with a phono-target environment in the form of hybrid physical reality and set the task of finding, detecting and selecting a target, its recognition and identification, then in the process of guidance by trainees of the sighting marks of optical blocks imitates armament launchers of armament complexes in the target area using positioning tools determine and track the spatial coordinates of the armament launcher simulators simulations of hybrid physical reality and pointing angles, then on the screens of the optical units of the armament complexes launcher simulators display a virtual reality projection calculated on the basis of tracked positioning data synthesized based on hybrid physical, complemented by dynamic the background-target environment and visual effects required by the training tasks, whereby the students are mentally immersed in the virtual battlefield, then when the students perform the combat work algorithms in virtual reality mode, the actions of the students are logged and stored in a database, and then they use hybrid physical reality to didactic analysis of the process of completing a task based on this protocol.

Кроме того, это достигается тем, что в тренажер для осуществления способа создания комбинированной реальности при подготовке военных специалистов, содержащем имитатор фоно-целевой обстановки в виде гибридной физической реальности, рабочие места обучаемых, на которых расположены компьютерные модули, имитаторы пусковых установок комплексов вооружения, включающие каждый микродисплей, оптический блок и органы управления и наведения, рабочее место руководителя занятий с компьютерным модулем, блоком управления имитатором фоно-целевой обстановки и источниками питания, дополнительно введены средства позиционирования, включающие указатели позиций, размещенные в гибридной физической реальности, и устройства регистрации, установленные на имитаторах комплексов вооружения соосно линиям визирования их оптических блоков, при этом имитатор фоно-целевой обстановки, компьютерные модули, имитаторы комплексов вооружения, включающие оптические блоки, органы управления и наведения, средства позиционирования, компьютерный модуль руководителя занятий, блок управления имитатором фоно-целевой обстановки и источники питания объединены в локальную вычислительную сеть.In addition, this is achieved by the fact that in the simulator for implementing the method of creating a combined reality in the preparation of military specialists, containing a simulator of the phono-target environment in the form of hybrid physical reality, the workplace of trainees on which computer modules are located, simulators of launchers of weapon systems, including each microdisplay, optical unit and controls and guidance, workplace of the head of classes with a computer module, control unit simulator phono-target tanks and power sources, additionally introduced positioning tools, including position indicators located in hybrid physical reality, and recording devices installed on simulators of weapon systems coaxially with the lines of sight of their optical units, while a background-target environment simulator, computer modules, weapon complex simulators including optical units, controls and guidance, positioning tools, computer module for the class leader, control unit simulator it-target environment, and power supplies connected to a local area network.

В тренажере гибридная физическая реальность выполнена в виде миниполигона.In the simulator, hybrid physical reality is made in the form of a mini-training ground.

В тренажере миниполигон выполнен в виде масштабной копии, используемой при полевой подготовке гибридной физической реальности.In the simulator, the mini-training ground is made in the form of a large-scale copy used in the field preparation of hybrid physical reality.

В тренажере по периметру миниполигона установлены экраны общего пользования, отображающие дополнительные визуальные эффекты фоно-целевой обстановки.In the simulator along the perimeter of the mini-training ground, public screens are installed that display additional visual effects of the background-target environment.

В тренажере миниполигон выполнен в форме кольца с разницей между внешним и внутренним ограничивающими радиусами не менее линейного размера штатного миниполигона.In the simulator, the mini-range is made in the form of a ring with the difference between the external and internal bounding radii of at least the linear size of the standard mini-range.

В тренажере гибридная физическая реальность выполнена в виде директрисы стрельбы.In the simulator, hybrid physical reality is made in the form of a shooting director.

В тренажере гибридная физическая реальность выполнена в виде танкового огневого городка.In the simulator, hybrid physical reality is made in the form of a tank fire town.

В тренажере гибридная физическая реальность выполнена в виде военного полигона.In the simulator, hybrid physical reality is made in the form of a military training ground.

Предлагаемые способ и тренажер обладают совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для способов и изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.The proposed method and simulator have a combination of essential features not known from the prior art for methods and products of this purpose, which allows us to conclude that the criterion of "novelty" for the invention is met.

Заявляемые способ и тренажер, по мнению заявителя и авторов, соответствуют критерию «изобретательский уровень», т.к. для специалистов он явным образом не следует из уровня техники, т.е. не известен из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки.The inventive method and simulator, according to the applicant and the authors, meet the criterion of "inventive step", because for specialists, it does not explicitly follow from the prior art, i.e. not known from available sources of scientific, technical and patent information at the filing date.

Сущность предлагаемых изобретений поясняется с помощью чертежей, где:The essence of the invention is illustrated using the drawings, where:

- на фиг. 1 приведена последовательность действий, определяющая предлагаемый способ создания комбинированной реальности;- in FIG. 1 shows the sequence of actions that determines the proposed method of creating a combined reality;

- на фиг. 2 - структурная схема тренажера, реализующего предлагаемый способ.- in FIG. 2 is a structural diagram of a simulator that implements the proposed method.

Предлагаемый способ по данному изобретению осуществляют в следующей последовательности:The proposed method according to this invention is carried out in the following sequence:

- обучаемым предъявляют фоно-целевую обстановку в виде гибридной физической реальности и ставят задачу поиска, обнаружения и выбора цели, ее опознавания и идентификации;- students are presented with a phono-target environment in the form of a hybrid physical reality and set the task of searching, detecting and selecting a target, its recognition and identification;

- в процессе наведения обучаемыми прицельных марок оптических блоков имитаторов пусковых установок комплексов вооружения в район цели с помощью средств позиционирования определяют и отслеживают пространственные координаты имитаторов пусковых установок комплексов вооружения относительно гибридной физической реальности и углы наведения;- in the process of guidance by trainees of sighting marks of optical blocks of simulators of launchers of weapon systems in the target area, using spatial positioning tools, they determine and track the spatial coordinates of simulators of launchers of weapon systems with respect to hybrid physical reality and pointing angles;

- на экранах оптических блоков имитаторов пусковых установок комплексов вооружения отображают рассчитанную на основании отслеженных данных позиционирования проекцию виртуальной реальности, синтезированной на основе гибридной физической, дополненную динамической фоно-целевой обстановкой и визуальными эффектами, требуемыми задачами обучения, посредством чего происходит ментальное погружение обучаемых в виртуальное поле боя;- on the screens of the optical blocks of the simulators of the launchers of armament complexes, they display the virtual reality projection calculated on the basis of the tracked positioning data, synthesized on the basis of a hybrid physical, supplemented by a dynamic phono-target environment and visual effects required by the training tasks, whereby the students are mentally immersed in a virtual field battlefield;

- при выполнении обучаемыми алгоритмов боевой работы в режиме виртуальной реальности действия обучаемых протоколируют и сохраняют в базе данных;- when students perform combat operations algorithms in virtual reality mode, the actions of the students are logged and stored in a database;

- используют гибридную физическую реальность для дидактического разбора процесса выполнения задачи на основании этого протокола.- use hybrid physical reality for didactic analysis of the process of completing a task based on this protocol.

При групповом обучении для исключения «стрельбы» по целям, ранее пораженным одним из обучаемых, ее «уничтожают» как на экранах оптических блоков имитаторов пусковых установок комплексов вооружения всех обучаемых, так и на компьютере руководителя занятий.In group training, in order to exclude "shooting" at targets previously hit by one of the trainees, it is "destroyed" both on the screens of the optical blocks of the simulators of the launchers of the weapon systems of all students and on the computer of the head of classes.

Предлагаемый тренажер содержит имитатор 1 фоно-целевой обстановки в виде гибридной физической реальности, рабочие места 2 обучаемых, каждое из которых содержит компьютерный модуль 3, имитатор 4 пусковой установки комплексов вооружения, включающий микродисплей 5, оптический блок 6 и органы 7 управления и наведения, средства позиционирования, включающие указатели 8 позиций, размещенные в гибридной физической реальности, и устройства 9 регистрации, установленные на рабочих местах 2 обучаемых соосно линиям визирования оптических блоков имитаторов 4 пусковых установок комплексов вооружения. Входы устройств 9 регистрации направлены в сторону имитатора 1 фоно-целевой обстановки, а выходы подключены к соответствующему входу компьютерных модулей 3, соединенных с коммутатором 10 локальной вычислительной сети (ЛВС), установленном на рабочем месте 11 руководителя занятий. Рабочее место 11 руководителя занятий, кроме коммутатора 10 ЛВС, включает компьютерный модуль 12 с видеомонитором, клавиатурой и манипулятором «мышь», блок 13 управления имитатором фоно-целевой обстановки, соединенный входом и выходом с коммутатором 10 ЛВС и источники 14 питания, при этом управление имитатором 1 фоно-целевой обстановки осуществляется с компьютерного модуля 12 руководителя занятий через коммутатор 10 ЛВС.The proposed simulator contains a simulator 1 of the phono-target environment in the form of hybrid physical reality, workstations 2 of trainees, each of which contains a computer module 3, a simulator 4 of the launcher of weapon systems, including a microdisplay 5, an optical unit 6 and control and guidance bodies 7, means positioning, including pointers of 8 positions, located in hybrid physical reality, and registration devices 9 installed on the workplaces of 2 trained imitated along the lines of sight of optical blocks imitates Orov 4 launchers of weapons systems. The inputs of the registration devices 9 are directed towards the simulator 1 of the phono-target environment, and the outputs are connected to the corresponding input of the computer modules 3 connected to the switch 10 of the local area network (LAN) installed at the workplace 11 of the head of classes. The workplace 11 of the head of classes, in addition to the LAN switch 10, includes a computer module 12 with a video monitor, a keyboard and a mouse, a control unit 13 for simulating a phono-target environment, connected by an input and an output to a LAN switch 10 and power sources 14, while the control a simulator of 1 phono-target environment is carried out from the computer module 12 of the head of classes through the 10 LAN switch.

Имитатор 1 фоно-целевой обстановки, компьютерные модули 3, имитаторы 4 комплексов вооружения, включающие оптические блоки 6, органы 7 управления и наведения, средства позиционирования, компьютерный модуль 12 руководителя занятий, блок 13 управления имитатором фоно-целевой обстановки и источники 14 питания объединены в локальную вычислительную сеть. Обучаемые располагаются по периметру имитатора 1 фоно-целевой обстановки.Simulator 1 of the phono-target environment, computer modules 3, simulators of 4 weapon systems, including optical units 6, control and guidance bodies 7, positioning means, computer module 12 of the occupational leader, control unit 13 of the phono-target environment simulator and power sources 14 are combined into local area network. Trainees are located around the perimeter of simulator 1 of the phono-target environment.

Тренажер работает следующим образом.The simulator works as follows.

Перед началом обучения или тренировки руководитель занятия объясняет обучаемым назначение, особенности работы и основные тактико-технические характеристики комплекса вооружения, имитаторы 4 пусковых установок которого установлены на огневых позициях, расположенных по периметру имитатора 1 фоно-целевой обстановки. Распределяет среди обучаемых зоны наиболее вероятного появления имитируемых целей и ставит задачу поиска, обнаружения, опознавания и идентификации предъявляемых объектов (в виде мишеней могут быть использованы как образцы изношенной реальной техника, так и макеты или модели танков, БМП, БТР, автомобилей и др., а также замаскированные огневые точки «противника»), которые обучаемым предстоит «поразить» в отведенное время. После небольшой тренировки, когда обучаемые с помощью поворотов глаз, головы, использования бинокля и органов 7 управления и наведения имитаторов 4 пусковых установок комплексов вооружения осваивают эту задачу, руководитель занятия предлагает обучаемым выполнить несколько тренировочных «пусков» и занимает свое рабочее место, с которого он может управлять мишенной обстановкой предъявляемой гибридной физической реальности. Обучаемые, получив команду на начало работы, осматривают выделенные им сектора обороны, находят появившиеся там мишени, оценивают их опасность, выбирают объект поражения и докладывают руководителю занятий о готовности к поражению цели. Получив разрешение на открытие огня, с помощью органов 7 управления и наведения осуществляют предварительную наводку оптических блоков 6 имитаторов 4 пусковых установок комплекса вооружения на «цель». В процессе наведения осуществляется позиционирование, то есть синхронизация пространственных координат каждого рабочего места 2 обучаемых относительно гибридной физической реальности с соответствующими координатами относительно будущей виртуальной реальности, а по завершению процесса предварительного наведения, например, при переключении кратности оптического блока 6 имитатора 4 пусковой установки комплекса вооружения, в поле зрения каждого обучаемого вводится синтезированная на компьютерных модулях 3 визуальная обстановка, отображающая используемую гибридную физическую реальность. С целью сохранения единства предъявляемой обучаемым визуальной обстановки как в классных, так и полевых условиях обучения, классный миниполигон целесообразно выполнить в виде масштабной копии гибридной физической реальности, используемой при полевых занятиях. Это особенно важно на начальных этапах обучения. Руководитель занятия с помощью встроенного редактора учебно-тренировочных задач может усложнить задание путем программного изменения предъявляемой фоно-целевой обстановки (погодные условия, дополнительные виртуальные мишени, частичное изменение ландшафта, имитация разрывов снарядов, задымление и запыление, звуки боя и т.д.). Обучаемые, выполняя предписанный алгоритм работы, стараются «поразить» выбранную цель. Результаты действий обучаемых протоколируются на компьютерных модулях 3, осуществляющих синтезирование виртуальной реальности. По завершении «боевой» работы полученный протокол передают на компьютерный модуль 12 руководителя занятий и сохраняют в базе данных для последующего разбора. Как правило, варианты предъявляемых УТЗ руководитель занятий готовит предварительно. Часть таких задач уже записана в памяти его компьютерного модуля 3, составляя так называемый «жесткий» сценарий, включающий 30-50 ситуаций на поле боя, наиболее характерных для применения имитируемого комплекса вооружения. Для отработки отдельных операций алгоритма руководитель занятий для предъявления обучаемым визуальной обстановки может использовать гибридную физическую и виртуальную реальности как совместно, так и раздельно, выбирая нужную.Before the start of training or training, the head of the lesson explains to the trainees the purpose, features of the work and the main tactical and technical characteristics of the weapons complex, the simulators of 4 launchers of which are installed at firing positions located along the perimeter of the simulator 1 of the phono-target environment. It distributes among the trainees the zones of the most likely occurrence of simulated targets and sets the task of searching, detecting, identifying and identifying presented objects (as targets can be used as samples of worn-out real vehicles, as well as models or models of tanks, infantry fighting vehicles, armored personnel carriers, cars, etc., as well as camouflaged firing points of the “enemy”), which the students have to “hit” in the allotted time. After a short training session, when the trainees learn to do this with the help of turning their eyes, head, using binoculars and 7 controls and pointing imitators 4 launchers of weapon systems, the head of the lesson offers the trainees to complete several training “launches” and takes up his workplace from which he can control the target environment of hybrid physical reality. The students, having received a command to begin work, examine the defense sectors allocated to them, find the targets that appeared there, assess their danger, select the target and report to the head of classes about their readiness to defeat the target. Having received permission to open fire, with the help of 7 control and guidance bodies, they carry out preliminary aiming of the optical units 6 of the simulators 4 of the launchers of the weapons complex at the “target”. In the guidance process, positioning is performed, that is, the spatial coordinates of each workplace of 2 students are synchronized relative to hybrid physical reality with the corresponding coordinates relative to future virtual reality, and upon completion of the preliminary guidance process, for example, when switching the multiplicity of the optical unit 6 of the simulator 4 of the launcher of the weapons complex, the visual environment synthesized on computer modules 3 is introduced into the field of view of each student, expressing used hybrid physical reality. In order to maintain the unity of the visual environment presented by the student in both classroom and field training conditions, it is advisable to make a cool mini-training ground in the form of a large-scale copy of the hybrid physical reality used in fieldwork. This is especially important in the initial stages of training. The head of the lesson with the help of the built-in editor of training tasks can complicate the task by programmatically changing the presented phono-target environment (weather conditions, additional virtual targets, partial landscape changes, simulating shell explosions, smoke and dust, the sounds of battle, etc.). Trainees, performing the prescribed algorithm of work, try to “hit” the chosen target. The results of the actions of students are recorded on computer modules 3 that synthesize virtual reality. Upon completion of the "combat" work, the received protocol is transferred to the computer module 12 of the occupation manager and stored in a database for subsequent analysis. As a rule, the training manager prepares the options presented by UTZ. Some of these tasks have already been recorded in the memory of his computer module 3, making up the so-called “hard” scenario, which includes 30-50 situations on the battlefield that are most typical for the use of a simulated weapons complex. To work out certain operations of the algorithm, the head of classes to present the students with a visual environment can use hybrid physical and virtual reality, both jointly and separately, choosing the right one.

Дополнительно для обеспечения «стрельбы» по низколетящим целям в классный вариант тренажера могут быть включены экраны, установленные за миниполигоном на требуемой условиями УТЗ высоте, и видеопроектор, подключенный к компьютерному модулю 12 руководителя занятий через коммутатор 10 локальной вычислительной сети.Additionally, to ensure “shooting” at low-flying targets, the classroom version of the simulator can include screens installed behind the mini-range at the required height under conditions of UTZ, and a video projector connected to the computer module 12 of the occupation manager via a local network switch 10.

С целью расширения сектора стрельбы и увеличения пропускной способности тренажера (например, при больших контингентах обучаемых в окружных учебных центрах) миниполигон может быть выполнен в форме кольца (или двух полуколец) с разницей между внешним и внутренним ограничивающими радиусами не менее линейного размера штатного миниполигона и размещением обучаемых по обоим радиусам.In order to expand the shooting sector and increase the simulator's throughput (for example, with large numbers of trainees in district training centers), the mini-range can be made in the form of a ring (or two half rings) with a difference between the external and internal limiting radii of at least the linear size of the standard mini-range and placement trainees on both radii.

Позиционирование может быть осуществлено рядом известных способов, самым простым и достаточно эффективным из которых, по нашему мнению, является бинокулярное самоопределение по пассивным маркерам или активным индикаторам, излучающим в заданном диапазоне, размещенным в гибридной физической реальности, с фиксацией их посредством устройств регистрации, например видеокамер соответствующего диапазона, установленных соосно линиям визирования оптических блоков имитаторов пусковых установок комплексов вооружения.Positioning can be carried out by a number of known methods, the simplest and most effective of which, in our opinion, is binocular self-determination by passive markers or active indicators emitting in a given range, placed in hybrid physical reality, with their fixation through recording devices, for example, video cameras corresponding range, installed coaxially with the sight lines of optical blocks of simulators of launchers of weapon systems.

Наиболее целесообразно использование предлагаемого способа создания комбинированной реальности и тренажера для его осуществления в окружных и бригадных учебных центрах, где одной из основных задач при организации учебного процесса является создание единой информационно-динамической среды для подготовки военных специалистов как в классных, так и в полевых условиях и обеспечение полномасштабного объективного контроля в течение всего процесса обучения.It is most advisable to use the proposed method for creating combined reality and a simulator for its implementation in district and brigade training centers, where one of the main tasks in organizing the educational process is to create a unified information-dynamic environment for training military specialists both in classroom and in field conditions and providing full-scale objective control throughout the entire learning process.

Одним из основных преимуществ предлагаемого способа является эффект психологического воздействия на обучаемых. В отличие от ряда других способов создания комбинированной реальности, например с помощью шлемов виртуальной реальности при подготовке на фоне реальной местности, при использовании предлагаемого способа обучаемый даже не понимает, когда ему подменили в поле зрения гибридную физическую реальность на синтезированную виртуальную, в то время как при использовании шлемов виртуальной реальности обучаемый понимает, что будет работать в искусственно созданной среде еще до того, как начинает выполнять предписанный алгоритм. Сознание этого снижает мотивацию к обучению и, как следствие, его эффективность.One of the main advantages of the proposed method is the effect of psychological effects on students. Unlike a number of other ways of creating a combined reality, for example using helmets of virtual reality when preparing against a background of real terrain, when using the proposed method, the student does not even understand when he was replaced in the field of view with hybrid physical reality with synthesized virtual reality, while with Using virtual reality helmets, the student understands that he will work in an artificially created environment even before he begins to execute the prescribed algorithm. Awareness of this reduces the motivation for learning and, as a result, its effectiveness.

Кроме того, на сегодняшний день не ясно, каким будет состояние психики обучаемых после многомесячных тренировок в шлемах виртуальной реальности, создающих неестественную для человека среду деятельности.In addition, today it is not clear what the state of the mentality of the trainees will be after months of training in helmets of virtual reality, which create an unnatural environment for people to work.

Заявляемые способ и тренажер могут быть осуществлены и применены во вновь разрабатываемых учебно-тренировочных средствах для подготовки операторов комплексов вооружения с использованием современных технологий, что, по мнению заявителя и авторов, может служить доказательством соответствия критерию «промышленная применимость».The inventive method and simulator can be implemented and applied in newly developed educational and training means for training operators of weapon systems using modern technologies, which, according to the applicant and the authors, can serve as evidence of compliance with the criterion of "industrial applicability".

Claims

1. A way to create a combined reality in the training of military specialists of the ground forces, based on the use of physical reality and virtual reality synthesizing tools to present students with a phono-target environment, characterized in that the students are presented with a phono-target environment in the form of a hybrid physical reality and set the search task , detection and selection of the target, its recognition and identification, then in the process of guidance by the trainees of the sighting marks of the optical blocks of launcher simulators of armament complexes to the target area using positioning tools determine and track the spatial coordinates of the armament complexes launcher simulators relative to hybrid physical reality and pointing angles, then on the screens of the armament complex launcher simulator optical units screens display a virtual reality projection calculated on the basis of tracked positioning data based on a hybrid physical, supplemented by a dynamic phono-target environment with the new and visual effects required by the training tasks, whereby the students are mentally immersed in the virtual battlefield, then when the students perform combat work algorithms in virtual reality mode, the actions of the students are logged and stored in a database, and then they use hybrid physical reality for didactic analysis of the process perform tasks based on this protocol.

2. A simulator for implementing the method of creating a combined reality in the preparation of military specialists according to claim 1, comprising a simulator of the background-target situation in the form of hybrid physical reality, workstations of trainees on which computer modules are located, simulators of launchers of weapon systems, including each microdisplay, the optical unit and the controls and guidance, the workplace of the head of classes with a computer module, a control unit simulator phono-target environment and power supplies, from characterized in that it additionally introduced positioning tools, including position indicators placed in hybrid physical reality, and recording devices installed on simulators of weapon systems coaxially with the lines of sight of their optical units, while a background-target environment simulator, computer modules, complex simulators weapons, including optical units, controls and guidance, positioning tools, a computer module for the class leader, control unit for a phono-ts simulator Left situation and power supplies connected to a local area network.

3. The simulator according to claim 2, characterized in that the hybrid physical reality is made in the form of a mini-training ground.

4. The simulator according to claim 3, characterized in that the mini-training ground is made in the form of a large-scale copy used in the field preparation of hybrid physical reality.

5. The simulator according to claim 3, characterized in that public screens are installed along the perimeter of the minipolygon, displaying additional visual effects of the background-target environment.

6. The simulator according to claim 3, characterized in that the mini-polygon is made in the form of a ring with a difference between the external and internal limiting radii of at least the linear size of the regular mini-polygon.

7. The simulator according to claim 2, characterized in that the hybrid physical reality is made in the form of a shooting director.

8. The simulator according to claim 2, characterized in that the hybrid physical reality is made in the form of a tank fire town.

9. The simulator according to claim 2, characterized in that the hybrid physical reality is made in the form of a military training ground.