本发明涉及排雷训练，具体为一种基于声光结合的排雷模拟训练方法及系统。
背景技术：
1、排雷模拟训练属于军事训练与安全工程领域，涉及探测与识别地雷、排雷设备操作技能的培养与评估。传统排雷训练多采用物理模型与模拟场景，但随着技术的发展，基于多种感官反馈的排雷模拟训练逐渐成为主流趋势。基于声光结合的排雷模拟训练系统进一步提升了排雷操作的精确性与学员的应对能力，这种系统通过声光结合反馈技术，利用蜂鸣器、语音提示、led指示灯、显示屏等装置实时反馈学员的探测行为，使训练更加生动逼真，并加深学员对地雷探测过程中不同信号干扰的理解与反应能力。
2、在基于声光结合的排雷模拟训练过程中，学员在进行训练时的信号干扰处理能力分析和判断是系统设计中的一个重要环节。然而，目前的排雷模拟训练系统在实际应用中仍然存在一些不足之处。传统的系统往往缺乏对学员在信号干扰状态下的表现进行精细化分析，难以准确地衡量和反馈学员在不同干扰环境下的探测能力。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于声光结合的排雷模拟训练方法及系统，解决了上述背景技术中的问题。
2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于声光结合的排雷模拟训练系统，包括训练模拟模块、训练监测模块、数据处理模块、干扰分析模块、声光反馈模块及能力评价模块；
3、所述训练模拟模块用于预先模拟并部署排雷训练区域，并在排雷训练区域内部署若干组地雷以及干扰组件，并获取标准状态下所探测出的地雷信号；
4、所述训练监测模块用于安排学员进入排雷训练区域以进行排雷训练，并通过监测设备监测学员的行为数据，并基于学员的行为数据，监测学员在不同位置使用探测仪所呈现的相关信号状态数据；
5、所述数据处理模块用于将学员的行为数据及相关信号状态数据均进行数据预处理，并经过线性归一化处理后，将对应的数据值映射至区间[0,1]内；
6、所述干扰分析模块用于根据学员的行为数据及相关信号状态数据，分析各学员在不同探测状态下的信号受到干扰情况，以分析计算出信号干扰程度系数gcxs，若信号干扰程度系数gcxs超过预设阈值，则标记为错误探测；
7、所述声光反馈模块用于根据学员使用探测仪所探测出的信号频率特征，通过语音提示和光信号，同时监测学员对相应探测行为的反馈，以获取相关学员反馈数据，并根据相关学员反馈数据，分析学员对不同信号干扰情况下所做出反馈状况，以构建出判断系数pdxs；
8、所述能力评价模块用于将判断系数pdxs及信号干扰程度系数gcxs均输入至经训练后的综合评价模型内，并经线性归一化处理后，拟合获取综合比对指数zbzs，并通过将综合比对指数zbzs与预先设置的评估阈值q进行比对，以综合判断相应学员在排雷模拟训练过程中的处理能力，并基于相应的判断结果生成相应训练教学导向。
9、优选的，所述训练模拟模块包括环境模拟单元及标准信号采集单元；
10、所述环境模拟单元用于预先选择模拟排雷训练区域，并在排雷训练区域内部署各种不同的地雷埋设场景，并埋设若干组地雷及干扰组件，同时记录各位置地雷及干扰组件的设置位置及埋设深度，其中，所述干扰组件包括金属废料、石块、地下管道、弹片以及干扰器；
11、所述标准信号采集单元用于在所述环境模拟单元的基础上，根据排雷教官利用探测仪对各地雷进行标准探测，以探测出相应地雷处的地雷信号，并进行统计，以生成标准信号集合。
12、优选的，所述训练监测模块包括第一数据采集单元及第二数据采集单元；
13、所述第一数据采集单元用于在学员进行排雷训练的过程中，实时利用监测设备监测学员的行为数据，其中，所述行为数据包括各学员对雷训练区域内各地雷处的探测时间、探测点与地雷具体位置之间的间距以及探测角度；
14、所述第二数据采集单元用于根据所述行为数据，监测学员在不同位置使用探测仪所呈现的相关信号状态数据，其中，所述相关信号状态数据包括学员在不同位置使用探测仪因环境干扰延迟所探测的地雷信号。
15、优选的，所述数据处理模块包括预处理单元及标准化单元；
16、所述预处理单元用于将学员的行为数据及相关信号状态数据均进行预处理，预处理包括去除噪声、填补缺失值以及数据平滑操作，并将预处理后的学员的行为数据及相关信号状态数据，生成训练数据集合，其中，填补缺失值方法包括均值填补、中位数填补、插值法填补以及回归法填补；
17、所述标准化单元用于利用无量纲处理技术，对训练数据集合内信息进行缩放，使得训练数据集合内信息范围落在0到1之间。
18、优选的，所述干扰分析模块包括信号干扰分析单元及考核判断单元；
19、所述信号干扰分析单元用于根据学员的行为数据及相关信号状态数据，分析各学员在不同探测状态下的信号受到干扰情况，以分析计算出信号干扰程度系数gcxs，具体按照以下方式获取：;
20、式中，j=1、2、3、...、n，n表示为相应地雷处信号采集的终止点，表示为排雷教官在相应地雷周围距离相应地雷最近距离时所探测的地雷信号，表示为学员在相应地雷周围离相应地雷距离为j时因环境干扰延迟所探测出的地雷信号。
21、优选的，所述考核判断单元用于预先设置失真阈值w，并通过将信号干扰程度系数gcxs与失真阈值w进行比对分析，以判断学员在探测相应地雷时是否存在探测错误，具体内容如下：
22、若信号干扰程度系数gcxs超过失真阈值w时，此时将判断学员在探测相应地雷时存在探测错误，并将相应地雷的探测标记为错误探测；
23、若信号干扰程度系数gcxs未超过失真阈值w时，此时将判断学员在探测相应地雷时未存在探测错误。
24、优选的，所述声光反馈模块包括声光单元、采集单元及反馈分析单元；
25、所述声光单元用于根据学员使用探测仪所探测出的信号频率特征，通过语音提示和光信号实时反馈至学员；
26、所述采集单元用于在学员进行排雷模拟训练的过程中，实时监测学员对相应探测行为的反馈，以获取相关学员反馈数据，其中，所述相关学员反馈数据包括各个学员在排雷训练区域内对地雷识别所反馈的结果，反馈的结果包括具体位置上存在地雷及具体位置上存在干扰组件，基于反馈的结果，统计出各学员在排雷训练中的漏报率、误报率及探测反应时间。
27、优选的，所述反馈分析单元用于根据相关学员反馈数据，分析学员对不同信号干扰情况下所做出反馈状况，并经线性归一化处理后，构建出判断系数pdxs，所述判断系数pdxs具体按照以下方式获取：;
28、式中，表示为误报率，表示为漏报率，表示为探测反应时间，表示为第一修正常数，及均为权重值，其中，及具体数值由用户根据情况进行设定。
29、优选的，所述能力评价模块包括综合评价单元及比对单元；
30、所述综合评价单元用于使用卷积神经网络技术构建综合评价模型，并结合判断系数pdxs及信号干扰程度系数gcxs，拟合获取综合比对指数zbzs，具体按照以下方式获取：;
31、式中，及均为权重值，表示为第二修正常数，其中，及具体数值由用户根据情况进行设定；
32、所述比对单元用于通过将综合比对指数zbzs与预先设置的评估阈值q进行比对分析，以综合判断相应学员在排雷模拟训练过程中的处理能力，具体判断内容如下：
33、若综合比对指数zbzs超过评估阈值q时，此时将综合判断相应学员在排雷模拟训练过程中的处理能力处于合格水平，此时将向外发出一号教导指令，并将一号教导指令反馈至排雷教官的终端，排雷教官将在模拟训练环境中继续变换并增添干扰因素，并设置时间限制要求，同时将合格的学员分成小组，进行排雷任务竞赛；
34、若综合比对指数zbzs未超过评估阈值q时，此时将综合判断相应学员在排雷模拟训练过程中的处理能力未处于合格水平，此时将向外发出二号教导指令，并将二号教导指令反馈至排雷教官的终端，排雷教官将对学员进行针对性强化训练，重点训练相应学员对常见信号模式的识别能力，将学员在训练过程中的错误操作进行回放，并配合排雷教官的讲解，让学员了解其错误的具体原因和改进方法。
35、一种基于声光结合的排雷模拟训练方法，包括以下步骤，
36、s1、预先模拟并部署排雷训练区域，并在排雷训练区域内部署若干组地雷以及干扰组件，并获取标准状态下所探测出的地雷信号；
37、s2、安排学员进入排雷训练区域以进行排雷训练，并通过监测设备监测学员的行为数据，并基于学员的行为数据，监测学员在不同位置使用探测仪所呈现的相关信号状态数据；
38、s3、将学员的行为数据及相关信号状态数据均进行数据预处理，并经过线性归一化处理后，将对应的数据值映射至区间[0,1]内；
39、s4、根据学员的行为数据及相关信号状态数据，分析各学员在不同探测状态下的信号受到干扰情况，以分析计算出信号干扰程度系数gcxs，若信号干扰程度系数gcxs超过预设阈值，则标记为错误探测；
40、s5、根据学员使用探测仪所探测出的信号频率特征，通过语音提示和光信号实时反馈至学员，同时监测学员对相应探测行为的反馈，以获取相关学员反馈数据，并根据相关学员反馈数据，分析学员对不同信号干扰情况下所做出反馈状况，以构建出判断系数pdxs；
41、s6、将判断系数pdxs及信号干扰程度系数gcxs均输入至经训练后的综合评价模型内，并经线性归一化处理后，拟合获取综合比对指数zbzs，并通过将综合比对指数zbzs与预先设置的评估阈值q进行比对，以综合判断相应学员在排雷模拟训练过程中的处理能力，并基于相应的判断结果生成相应训练教学导向。
42、本发明提供了一种基于声光结合的排雷模拟训练方法及系统，具备以下有益效果：
43、（1）通过训练模拟模块，系统可以在排雷训练区域内预先部署若干组地雷和干扰组件，提供了一个与实际作业环境高度相似的训练场景，这种逼真的模拟环境帮助学员更快地适应真实排雷作业时可能遇到的复杂情况，提升了学员的应变能力和操作水平。训练监测模块通过监测设备实时跟踪学员的行为数据以及在不同位置使用探测仪时的信号状态，这种精确的行为监测可以帮助教官及时了解学员的探测行为，从而为学员提供更有针对性的指导，避免无效的训练重复，提高训练的效率，并且有利于测试学员对信号识别和干扰过滤能力。干扰分析模块通过分析学员在不同探测状态下的信号干扰情况，计算出信号干扰程度系数gcxs，并能在超出预设阈值时及时标记为错误探测，这一功能使得系统能够快速识别出因错误操作而引发的严重的干扰信号。声光反馈模块通过语音提示和光信号的形式，实时反馈学员在探测过程中对不同信号的反应情况，这种多模态反馈不仅可以直观地引导学员进行正确的探测行为，还能够分析学员在受到信号干扰时的反应，有助于提升学员对异常信号的识别能力。能力评价模块通过将判断系数pdxs和信号干扰程度系数gcxs输入至综合评价模型，并对其进行线性归一化处理后，拟合出综合比对指数zbzs，这一模型不仅能够准确地评估学员在排雷模拟训练中的处理能力，还可以与预设的评估阈值q进行比对，帮助教官对学员的能力水平做出科学的综合判断，并根据判断结果生成相应的教学导向。根据综合比对指数zbzs的比对结果，系统能够为不同水平的学员生成有针对性的教学指令，这种个性化的训练指导有助于针对性地提升学员的弱项，使每位学员都能在模拟训练中获得进步。总体而言，该系统通过多层次的数据分析、智能反馈机制和个性化教学导向，进一步实现了从训练模拟到能力评估的闭环式训练流程，尽可能地提升了排雷模拟训练的精准性和有效性。
44、（2）干扰分析模块通过信号干扰分析单元的计算，能够量化学员在不同探测状态下的信号干扰程度系数，从而识别出由于环境因素（如金属废料、石块、地下管道等干扰物）导致的信号干扰情况，这种量化分析使得系统能够更加准确地评估干扰对学员探测能力的影响，为后续的判断提供了可靠的数据支持。通过考核判断单元设置的失真阈值，系统能够快速判断学员在探测过程中是否存在探测错误。当信号干扰程度系数超过失真阈值时，系统会自动标记为错误探测，这种判断机制确保了在模拟训练中能及时识别和纠正学员的错误探测行为，提升了训练过程的有效性和判断准确性。当学员在探测过程中出现错误探测行为时，可以根据其干扰系数的数值差异，针对性地设计训练内容，帮助学员逐步提高在复杂环境中的探测能力，这种动态调整机制不仅能优化学员的学习路径，还能显著提升学员在实际排雷任务中的综合应对能力。
45、（3）声光反馈模块通过对探测行为的多维度分析，能够帮助学员快速识别不同信号干扰情况下的探测状态，通过反复训练，学员可以形成对特定频率和信号特征的敏锐判断能力，这种能力对于实际排雷任务中的快速决策和应变极为关键，能进一步提升学员在实战中的应对和处置能力。
46、（4）通过计算综合比对指数，并将其与预先设定的评估阈值进行比对分析，可以根据学员的表现实时调整训练内容。当其超过阈值时，学员的能力被评定为合格，并将他们分组进行竞赛任务，以激发团队合作与竞争意识。而对于未达标的学员，将实施个性化的强化训练，并配合排雷教官的细致讲解和回放分析。
1.一种基于声光结合的排雷模拟训练系统，其特征在于：包括训练模拟模块、训练监测模块、数据处理模块、干扰分析模块、声光反馈模块及能力评价模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于声光结合的排雷模拟训练系统，其特征在于：所述训练模拟模块包括环境模拟单元及标准信号采集单元；
3.根据权利要求2所述的一种基于声光结合的排雷模拟训练系统，其特征在于：所述训练监测模块包括第一数据采集单元及第二数据采集单元；
4.根据权利要求3所述的一种基于声光结合的排雷模拟训练系统，其特征在于：所述数据处理模块包括预处理单元及标准化单元；
5.根据权利要求4所述的一种基于声光结合的排雷模拟训练系统，其特征在于：所述干扰分析模块包括信号干扰分析单元及考核判断单元；
6.根据权利要求5所述的一种基于声光结合的排雷模拟训练系统，其特征在于：所述考核判断单元用于预先设置失真阈值w，并通过将信号干扰程度系数gcxs与失真阈值w进行比对分析，以判断学员在探测相应地雷时是否存在探测错误，具体内容如下：
7.根据权利要求6所述的一种基于声光结合的排雷模拟训练系统，其特征在于：所述声光反馈模块包括声光单元、采集单元及反馈分析单元；
8.根据权利要求7所述的一种基于声光结合的排雷模拟训练系统，其特征在于：所述反馈分析单元用于根据相关学员反馈数据，分析学员对不同信号干扰情况下所做出反馈状况，并经线性归一化处理后，构建出判断系数pdxs，所述判断系数pdxs具体按照以下方式获取：;
9.根据权利要求1所述的一种基于声光结合的排雷模拟训练系统，其特征在于：所述能力评价模块包括综合评价单元及比对单元；
10.一种基于声光结合的排雷模拟训练方法，用于实现上述权利要求1~9任一项所述的一种基于声光结合的排雷模拟训练系统，其特征在于：包括以下步骤，
