Стрелковый тренажер «ингибитор»: программное обеспечение баллистической «задачи встречи»

Станислав Феликсович Егоров; Юрий Константинович Шелковников

doi:10.22213/2410-9304-2022-2-114-127

Авторы

С. Ф. Егоров Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН
Ю. К. Шелковников Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2022-2-114-127

Ключевые слова:

стрелковый тренажер, математическая модель баллистики, боеприпасы, «задача встречи», угол места цели, дирекционный угол

Аннотация

Описывается программное обеспечение и алгоритм расчета внешней баллистики для решения «задачи встречи» с местными предметами, мишенями или рельефом с учетом всех внешних факторов для оптико-электронного стрелкового тренажера «Ингибитор», разработанного в Институте механики УдмФИЦ УрО РАН и на кафедре «Вычислительная техника» ИжГТУ имени М. Т. Калашникова совместно с АО «Концерн «Калашников». Для решения «задачи встречи» оружейного боеприпаса имитатора с элементом виртуальной мишенной обстановки (рельефом, местным предметом, целью) вводятся системы координат 2D-проекционного экрана, 3D-баллистической кривой и 3D-стрельбища с переводом из одной системы в другую. При этом традиционно для баллистики ось Х идет вдаль. Алгоритм «задачи встречи» просчитывает баллистическую траекторию, учитывая в том числе все типы боеприпасов, уровень размещения стрелка для горного варианта и углы места цели и курса, с шагом 1 м и синхронно с эволюцией мишенной обстановки решает задачу пересечения с билинейной поверхностью стрельбища (в виде «седла») и плосковертикальными мишенями или местными предметами. Кроме фиксации попадания, регистрируется близкий промах и время обстрела цели для последующей оценки. Сделан вывод о перспективности дальнейших исследований и разработке электронных стрелковых тренажеров благодаря совершенствованию вычислительных средств и развитию программных библиотек с целью повышения точности имитации внешней баллистики тренажеров для реалистичного решения «задачи встречи» с учетом многих внешних факторов, расширения функциональных возможностей тренажеров и снижения их себестоимости и, значит, повышения конкурентоспособности.

Биографии авторов

С. Ф. Егоров, Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН

кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник

Ю. К. Шелковников, Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Радиотехника»

Библиографические ссылки

Muñoz J.E., Pope A.T., Velez L.E.Integrating Biocybernetic Adaptation in Virtual Reality Training Concentration and Calmness in Target Shooting // Physiological Computing Systems. Lecture Notes in Computer Science, vol 10057. 2019. Springer, Cham. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-27950-9_12.

Lábr M., Hagara L. Using open source on multiparametric measuring system of shooting // ICMT 2019 - 7th International Conference on Military Technologies. DOI: 10.1109/MILTECHS.2019.8870093.

Bogatinov D., Lameski P., Trajkovik V. Firearms training simulator based on low cost motion tracking sensor // MULTIMEDIA TOOLS AND APPLICATIONS. 2017, vol. 76, no. 1, pp. 1403-1418. DOI: https://doi.org/10.1007/s11042-015-3118-z.

Gudzbeler G., Struniawski J. Functional assumptions of "Virtual system to improve shooting training and intervention tactics of services responsible for security" (VirtPol) // Conference on Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High Energy Physics Experiments (Wilga, POLAND). 2017, vol. 10445, no. UNSP 104456M. DOI: https://doi.org/10.1117/12.2281622.

Gudzbeler G., Struniawski J. Methodology of shooting training using modern IT techniques // Conference on Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High Energy Physics Experiments (Wilga, POLAND). 2017, vol. 10445, no. UNSP 104456L. DOI: https://doi.org/10.1117/12.2281618.

Fan YC., Wen CY. A Virtual Reality Soldier Simulator with Body Area Networks for Team Training // SENSORS. 2019, vol. 19, no. 451. DOI: 10.3390/ s19030451.

de Armas C., Tori R., Netto A. V. Use of virtual reality simulators for training programs in the areas of security and defense: a systematic review // Multimed Tools Appl. 2019. DOI: https://doi.org/10.1007/s11042-019-08141-8.

Fedaravičius A., Pilkauskas K., Slizys E., Survila A. Research and development of training pistols for laser shooting simulation system // Defence Technology. 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dt.2019.06.018.

Maciejewski M., Piszczek M., Pomianek, M., Palka N. Optoelectronic tracking system for shooting simulator - tests in a virtual reality application // PHOTONICS LETTERS OF POLAND. 2020, vol. 12, no. 2, pp. 61-63. DOI: 10.4302/plp.v12i2.1025.

Taylor P. Dispatch Priming and the Police Decision to Use Deadly Force // POLICE QUARTERLY. 2020, vol. 23, no. 3, pp. 311-332. DOI: 10.1177/ 1098611119896653.

Maciejewski M., Piszczek M., Pomianek M., Palka N. Design and Evaluation of a SteamVR Tracker for Training Applications - Simulations and Measurements // METROLOGY AND MEASUREMENT SYSTEMS. 2020, vol. 27, no. 4, pp. 601-614. DOI: 10.24425/mms.2020.134841.

Blacker K.J., Pettijohn K. A., Roush G., Biggs A. T. Measuring Lethal Force Performance in the Lab: The Effects of Simulator Realism and Participant Experience // HUMAN FACTORS. NOV 2021, vol. 63, no. 7, pp. 1141-1155 (article number: 0018720820916975). DOI: 10.1177/0018720820916975.

Aphanasiev V. A., Vdovin A. Yu., Kornilov I. G. Weight functions of light shield and the signal at the input of optical sensor at the intersection of the bullets of light shield. // JOURNAL OF MEASUREMENTS IN ENGINEERING. JUNE 2019, VOL. 7, ISSUE 2. P. 74-83. DOI: https://doi.org/10.21595/jme.2019.20441.

Афанасьев В. А., Коробейникова И. В. Модели акустических мишеней для сверхзвуковых и дозвуковых скоростей движения пуль // Системная инженерия. 2015. № 1 (1). С. 53-64.

Егоров С. Ф., Коробейникова И. В. Повышение точности акустической мишени за счет использования взвешенных моментов времени // Интеллектуальные системы в производстве. 2014. № 2 (24). С. 105-108.

Вдовин А. Ю., Марков Е. М. Оптимизация положения световых экранов в системах определения скорости и баллистического коэффициента с использованием лазерного излучателя // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2014. № 3. С. 129-132.

Алексеев С. А. Системные методы исследования конструкций стрелкового оружия // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2020. Т. 23, № 3. С. 5-14. DOI: 10.22213/2413-1172-2020-3-5-14.

Алексеев С. А. Задачи анализа и синтеза на этапах проектирования систем стрелково-пушечного вооружения // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2021. Т. 24, № 1. С. 11-18. DOI: 10.22213/ 2413-1172-2021-1-11-18.

Оптико-электронные стрелковые тренажеры. Теория и практика / В. С. Казаков, Ю. В. Веркиенко, В. В. Коробейников, Н. Ю. Афанасьева. Ижевск : ИПМ УрО РАН, 2007. 260 с.

Корнилов И. Г. Подсистема визуализации целей, имитации выстрела и определения точки попадания в стрелковом тренажере : дис. … канд. техн. наук. Ижевск, 2006. 128 с.

Исследование уравнений внешней баллистики для решения обратной задачи / В. А. Афанасьев, Н. Ю. Афанасьева, А. Ю. Вдовин, Ю. В. Веркиенко // Вестник Ижевского государственного технического университета. 2008. № 4. С. 105-107.

Разработка методики испытания и исследование критериев отбора видеокамер для использования в стрелковых тренажерах / С. Ф. Егоров, В. В. Коробейников, В. С. Казаков, И. Г. Корнилов // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2014. № 3. С. 118-122.

Таблицы стрельбы по наземным целям из стрелкового оружия калибров 5,45 и 7,62 мм. М. : Воениздат, 1977. 264 с.

Корнилов И. Г. Измерительно-вычислительная система определения точки попадания в стрелковом тренажере коллективного боя // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2012. № 2. С. 110-113.

Смирнов А. А., Казаков В. С., Егоров С. Ф. Моделирование траектории стрельбы в компьютерных стрелковых тренажерах // Сборник научных трудов аспирантов и преподавателей. Ижевск : Институт технологических наук и проблем реструктурирования в промышленности, 2001. C. 43-45.

Смирнов А. А. Разработка методики и алгоритмов имитации местности и мишенной обстановки в стрелковых тренажерах : дис. … канд. техн. наук. Ижевск, 2001. 148 c.

Прекина Т. А., Гвоздев А. К., Мудрик И. А. Освоение огневой подготовки курсантами МВД в современном мире с применением инновационных технологий // Эпоха науки. 2020. № 23. С. 79-82.

Таков А. З., Курманова М. К. Применение современных технологий в обучении стрельбе из боевого оружия // Современные наукоемкие технологии. 2020. № 11-2. С. 412-416. DOI: 10.17513/snt.38398.

Никифоров П. В., Музафин Р. Р. Использование стрелковых тренажеров в подготовке сотрудников ОВД // Евразийский юридический журнал. 2020. № 3 (142). С. 275-276.

Ермоленко С. А., Клименко С. С., Кирза А. В. Особенности использования стрелкового тренажера СКАТТ на занятиях по огневой подготовке // Эпоха науки. 2020. № 22. С. 47-49.