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摘 要：装甲战车是一种复杂的军事装备，上面装有比较多的武器和传感器，能够完成越野行驶，也可以和其他装甲战车、兵种协同作战。为了能够更好的发挥出装甲战车的实际应用作用，需要在熟悉战场实际情况的基础上开展有效的装甲战车训练模拟。
关键词：装甲车;操作训练;模拟器;设计;实现
从军队训练技术领域的发展实际情况来看，还没有拥有成熟的轮式装甲车驾驶训练模拟器，装甲车使用培训工作仅仅停留在实车训练上，不仅浪费了资源，而且也降低了车辆的使用寿命，更没有为装甲车驾驶训练模拟配备告诉执行的人员，最终导致装甲车的使用率不高，无法充分发挥其在军事作战中的应用作用。为了能够解决装甲车驾驶训练的技术问题，文章提出一种适用于驾驶员培训的轮式装甲车驾驶训练模拟器，并从基本设计和技术实现两个方面具体分析装甲车操作训练模拟器的应用。
1 轮式装甲车驾驶训练模拟器基本设计
1.1驾驶座舱
在驾驶座舱内部配备了驾驶员使用的各个操作器件、观察仪表、指示灯、道路显示灯等，和实车的基本配置一致。轮式装甲车驾驶训练模拟器驾驶座舱由以下几个部分组成：第一，驾驶操作装置。驾驶操作装置涉及到方向盘、油门踏板、离合器踏板、脚制动踏板、变速杆、驻车制动杆、前后驱动装置、模拟装置、传感器等。第二，图形观察窗。图形窗口能够显示出计算机启动过程，并显示选择道路菜单，将驾驶人员行驶工程中的图像充分展现出来，一切观察窗口提供的水平机械角度在三十度左右，提供的道路图视角在六十度左右。第三，仪表板。与实车一样可以通过仪表观察行车中车速、发动机转速、脚制动压力及各种操作显示灯等。第四，鼠标球。鼠标球是用来选择不同训练科目和完成一些特殊功能，为 4D 高级鼠标球。用鼠标球移动指针到训练科目按扭，单击左侧键该按扭变成红色并进入该训练科目。驾驶过程中，单击鼠标左侧键车辆复位，即车辆回到出发线;单击右侧上键改变驾驶员观察道路的视点。
1.2道路景像生成装置
采用图形运算的加速装置和高速显示装置，依托软硬件环境生成仿真计算机控制的三维地形、地物景像等。生成的图像分辨率为1024x768，图像生成速度为每秒30帧。
1.3车辆动力学仿真装置
装甲车训练实验模拟器能够实现对车辆动力特性、运动特性的仿真，在经过一系列模拟仿真分析之后会给出精准度比较高的仿真数据信息，进而为装甲车驾驶人员的正确驾驶提供重要支持。装甲车训练模拟器能够替代实际车辆完成基础驾驶、坡道驾驶和直线以及转弯等复杂线路的驾驶。
2 轮式装甲车驾驶训练模拟器
2.1嵌入式形式和附件形式训练器
轮式装甲车驾驶训练模拟器有多个类型，具体涉及到嵌入式形式和附件形式，这种模拟器的制作充分利用了装甲战车、桌面训练器，是一种精准度比较高的模拟器。另外，装甲战车的平台战斗部分和驾驶部分会呈现出差异化的特点，战斗部分涉及到车长和炮长，如果是主战坦克还会涉及到装填手。在一般情况下这两个功能可以分开，驾驶模拟器应用了一个单独的设备或者操作工作站。附加模拟器或者嵌入模拟器会向平台系统注入一个模拟环境和训练场景，嵌入式坦克的成员训练器会向所有的锚准镜、传感器等系统注入模拟信号，从而为人们提供一个真实的模拟环境。虽然车辆是静止的，但是在武器发射的时候成员能够明确的感受到视觉和听觉上的变化，在车辆密切关联的情况下可以实现高级化的协同训练。
2.2桌面训练器
桌面训练器是一种经济性和灵活性比较强的装甲站车乘员训练系统，在具体实施的时候可以完成个人训练以及团队训练。但是从实际应用情况来看，桌面训练器在使用的时候缺少真实的平台和较高精准度的模拟器。现阶段常见的桌面训练器有很多种，包含洛克希德马丁公司的炮长训练系统，这个训练器系统可以用来开展艾布拉姆斯主战坦克和斯特莱克装甲战车平台的射击训练。
2.3全任务模拟器
全任务模拟器精准复制了平台内部舱室、武器、控制系统、传感器，在使用的过程中能够为接受训练的乘员提供真正浸入的体验。有时这种模拟器还能够借助运动平台来为炮塔内的成员和驾驶员提供单独的舱室，比如法国陆军装备的泰利斯的莱克莱尔模拟器、ZEN技术公司为印度公司生产的T-90模拟器。
2.4网络化模拟器
高精准度、逼真度的平台模拟器能够为单个乘员提供良好的训练，在使用的时候这些模拟器能够允许乘务员反复开展训练，但是网络化模拟在实施协同战术训练的时候还会引入其他兵种，即将单个模拟器和专用设施设备联系在一起使用。
3 装甲车操作训练模拟器实现技术
3.1系统功能模块
第一，系统内部链接的实现。系统通过VC函数来调节系统平台功能和各个模块。第二，登录信息传递的实现。系统平台在调节功能模块的过程中还可以将系统服务器的IP地址和端口号码传递到功能模块，避免因为手动操作带来的繁琐。在整个系统平台打造的过程中如果功能模块内容被调节，程序中的套接字能直接从数据库获取IP地址和端口号。
3.2三维模型的构建和优化
3.2.1三维模型的构建
装填车操作训练涉及到多个零部件，结构复杂，建模工作量比较大，在建模操作的时候要注重对涉及到零部件的精细化处理。整个系统选择使用3ds Max构建三维模型，之后将处理好的信息转入到系统模型中完成纹理贴图处理。
3.2.2三维模型的優化
为了能够提升整个系统的渲染速度，需要对三维场景进行优化，具体方法如下所示：第一，使用Creator中的命令来减少模型的多边形数量。第二，对外观相同、空间位置不同的模型使用对象实例化构造管理。第三，调节数据库的层次结构，设置DOF节点，按照部件模型运动仿真情况来设置具体的数据层次结构。所有的节点信息按照真实的空间位置来进行分组管理，加快场景渲染的力度。
3.3流程判断的实现
装填车的主要操作步骤同时进行，主操作步骤饱含六个并行操作。在具体实施的时候为了能够更好的标识每个操作步骤，系统会为每个操作步骤设定四位整数操作参数，顺序分别为操作手标识位、主要操作步骤、操作标识、并行步骤标识，在构造了流程判断函数之后来获取对应的信息。为了能够更好的记录每次操作，在系统中定义一个静态的二维数组关系，数组的每一个列表都会代表一个操作步骤，每个列表中的元素都会代表并行操作的步骤。在数组初始化处理的时候会将列表中的元素赋值为0，其他为1。在程序运作到正常步骤的时候会将对应的数组元素重新赋值，通过判断数组元素是否为1来确定当前的操作是否执行完成。
结束语
综上所述，整个系统实现了单兵训练、协同训练、训练监督控制等多项功能，并在实际应用操作中验证了整个系统的可行性，基本上达到了系统要求，提高了协同训练的效果。
参考文献：
[1]孙可平， 张朋军， 戴立涛. 某两柄装甲车操作训练模拟器的设计与实现[J]. 工兵装备研究， 2009， 028（002）：54-56.
[2]李勤， 罗玮哲， 张晶. 轻量级装甲车驾驶模拟器的开发和实现[J]. 2010.
[3]李光辉， 梁强， 张伟，等. 某型地空导弹战车驾驶模拟器研究[C]// 全国仿真器学术会议. 中国系统仿真学会;中国航空学会， 2010.
[4]吴丽燕， 金艳军， 河北浩源科技开发有限公司. 装甲车驾驶训练模拟器系统的地形建模研究[C]// 中国自动化学会， 2007.
[5]宋浩然. GMDSS遇险通信模拟系统的研究与设计[D]. 2010.
[6]方鑫， 吕翼， 唐盘良，等. 目标模拟器的快速校准方法设计与实现[J]. 压电与声光， 2018， 40（06）：59-62.
（合肥威艾尔智能技术有限公司，安徽 合肥 230000）
关键词：装甲车;操作训练;模拟器;设计;实现
从军队训练技术领域的发展实际情况来看，还没有拥有成熟的轮式装甲车驾驶训练模拟器，装甲车使用培训工作仅仅停留在实车训练上，不仅浪费了资源，而且也降低了车辆的使用寿命，更没有为装甲车驾驶训练模拟配备告诉执行的人员，最终导致装甲车的使用率不高，无法充分发挥其在军事作战中的应用作用。为了能够解决装甲车驾驶训练的技术问题，文章提出一种适用于驾驶员培训的轮式装甲车驾驶训练模拟器，并从基本设计和技术实现两个方面具体分析装甲车操作训练模拟器的应用。
1 轮式装甲车驾驶训练模拟器基本设计
1.1驾驶座舱
在驾驶座舱内部配备了驾驶员使用的各个操作器件、观察仪表、指示灯、道路显示灯等，和实车的基本配置一致。轮式装甲车驾驶训练模拟器驾驶座舱由以下几个部分组成：第一，驾驶操作装置。驾驶操作装置涉及到方向盘、油门踏板、离合器踏板、脚制动踏板、变速杆、驻车制动杆、前后驱动装置、模拟装置、传感器等。第二，图形观察窗。图形窗口能够显示出计算机启动过程，并显示选择道路菜单，将驾驶人员行驶工程中的图像充分展现出来，一切观察窗口提供的水平机械角度在三十度左右，提供的道路图视角在六十度左右。第三，仪表板。与实车一样可以通过仪表观察行车中车速、发动机转速、脚制动压力及各种操作显示灯等。第四，鼠标球。鼠标球是用来选择不同训练科目和完成一些特殊功能，为 4D 高级鼠标球。用鼠标球移动指针到训练科目按扭，单击左侧键该按扭变成红色并进入该训练科目。驾驶过程中，单击鼠标左侧键车辆复位，即车辆回到出发线;单击右侧上键改变驾驶员观察道路的视点。
1.2道路景像生成装置
采用图形运算的加速装置和高速显示装置，依托软硬件环境生成仿真计算机控制的三维地形、地物景像等。生成的图像分辨率为1024x768，图像生成速度为每秒30帧。
1.3车辆动力学仿真装置
装甲车训练实验模拟器能够实现对车辆动力特性、运动特性的仿真，在经过一系列模拟仿真分析之后会给出精准度比较高的仿真数据信息，进而为装甲车驾驶人员的正确驾驶提供重要支持。装甲车训练模拟器能够替代实际车辆完成基础驾驶、坡道驾驶和直线以及转弯等复杂线路的驾驶。
2 轮式装甲车驾驶训练模拟器
2.1嵌入式形式和附件形式训练器
轮式装甲车驾驶训练模拟器有多个类型，具体涉及到嵌入式形式和附件形式，这种模拟器的制作充分利用了装甲战车、桌面训练器，是一种精准度比较高的模拟器。另外，装甲战车的平台战斗部分和驾驶部分会呈现出差异化的特点，战斗部分涉及到车长和炮长，如果是主战坦克还会涉及到装填手。在一般情况下这两个功能可以分开，驾驶模拟器应用了一个单独的设备或者操作工作站。附加模拟器或者嵌入模拟器会向平台系统注入一个模拟环境和训练场景，嵌入式坦克的成员训练器会向所有的锚准镜、传感器等系统注入模拟信号，从而为人们提供一个真实的模拟环境。虽然车辆是静止的，但是在武器发射的时候成员能够明确的感受到视觉和听觉上的变化，在车辆密切关联的情况下可以实现高级化的协同训练。
2.2桌面训练器
桌面训练器是一种经济性和灵活性比较强的装甲站车乘员训练系统，在具体实施的时候可以完成个人训练以及团队训练。但是从实际应用情况来看，桌面训练器在使用的时候缺少真实的平台和较高精准度的模拟器。现阶段常见的桌面训练器有很多种，包含洛克希德马丁公司的炮长训练系统，这个训练器系统可以用来开展艾布拉姆斯主战坦克和斯特莱克装甲战车平台的射击训练。
2.3全任务模拟器
全任务模拟器精准复制了平台内部舱室、武器、控制系统、传感器，在使用的过程中能够为接受训练的乘员提供真正浸入的体验。有时这种模拟器还能够借助运动平台来为炮塔内的成员和驾驶员提供单独的舱室，比如法国陆军装备的泰利斯的莱克莱尔模拟器、ZEN技术公司为印度公司生产的T-90模拟器。
2.4网络化模拟器
高精准度、逼真度的平台模拟器能够为单个乘员提供良好的训练，在使用的时候这些模拟器能够允许乘务员反复开展训练，但是网络化模拟在实施协同战术训练的时候还会引入其他兵种，即将单个模拟器和专用设施设备联系在一起使用。
3 装甲车操作训练模拟器实现技术
3.1系统功能模块
第一，系统内部链接的实现。系统通过VC函数来调节系统平台功能和各个模块。第二，登录信息传递的实现。系统平台在调节功能模块的过程中还可以将系统服务器的IP地址和端口号码传递到功能模块，避免因为手动操作带来的繁琐。在整个系统平台打造的过程中如果功能模块内容被调节，程序中的套接字能直接从数据库获取IP地址和端口号。
3.2三维模型的构建和优化
3.2.1三维模型的构建
装填车操作训练涉及到多个零部件，结构复杂，建模工作量比较大，在建模操作的时候要注重对涉及到零部件的精细化处理。整个系统选择使用3ds Max构建三维模型，之后将处理好的信息转入到系统模型中完成纹理贴图处理。
3.2.2三维模型的優化
为了能够提升整个系统的渲染速度，需要对三维场景进行优化，具体方法如下所示：第一，使用Creator中的命令来减少模型的多边形数量。第二，对外观相同、空间位置不同的模型使用对象实例化构造管理。第三，调节数据库的层次结构，设置DOF节点，按照部件模型运动仿真情况来设置具体的数据层次结构。所有的节点信息按照真实的空间位置来进行分组管理，加快场景渲染的力度。
3.3流程判断的实现
装填车的主要操作步骤同时进行，主操作步骤饱含六个并行操作。在具体实施的时候为了能够更好的标识每个操作步骤，系统会为每个操作步骤设定四位整数操作参数，顺序分别为操作手标识位、主要操作步骤、操作标识、并行步骤标识，在构造了流程判断函数之后来获取对应的信息。为了能够更好的记录每次操作，在系统中定义一个静态的二维数组关系，数组的每一个列表都会代表一个操作步骤，每个列表中的元素都会代表并行操作的步骤。在数组初始化处理的时候会将列表中的元素赋值为0，其他为1。在程序运作到正常步骤的时候会将对应的数组元素重新赋值，通过判断数组元素是否为1来确定当前的操作是否执行完成。
结束语
综上所述，整个系统实现了单兵训练、协同训练、训练监督控制等多项功能，并在实际应用操作中验证了整个系统的可行性，基本上达到了系统要求，提高了协同训练的效果。
参考文献：
[1]孙可平， 张朋军， 戴立涛. 某两柄装甲车操作训练模拟器的设计与实现[J]. 工兵装备研究， 2009， 028（002）：54-56.
[2]李勤， 罗玮哲， 张晶. 轻量级装甲车驾驶模拟器的开发和实现[J]. 2010.
[3]李光辉， 梁强， 张伟，等. 某型地空导弹战车驾驶模拟器研究[C]// 全国仿真器学术会议. 中国系统仿真学会;中国航空学会， 2010.
[4]吴丽燕， 金艳军， 河北浩源科技开发有限公司. 装甲车驾驶训练模拟器系统的地形建模研究[C]// 中国自动化学会， 2007.
[5]宋浩然. GMDSS遇险通信模拟系统的研究与设计[D]. 2010.
[6]方鑫， 吕翼， 唐盘良，等. 目标模拟器的快速校准方法设计与实现[J]. 压电与声光， 2018， 40（06）：59-62.
（合肥威艾尔智能技术有限公司，安徽 合肥 230000）