高振峰1 张立云1 王向阔2 郭冬柏1
（1.中国刑事警察学院，辽宁 沈阳 110854）
（2.新疆巴音郭楞蒙古自治州尉犁县党委政法委、公安局 841500）
摘 要：虚拟现实技术在警察警械武器使用训练应用，旨在克服现有实地方式的不足之处而提供一种体验性高、交互感强，随时随地为提供警械武器训练模式，不受时间、场地、环境的影响，具有多种虚拟训练场景，不同类型警械武器使用练习，突发情况警械武器使用的综合虚拟现实训练。
关键词：虚拟现实；警械武器；技战术训练
1、引言
目前在警察警械武器使用训练培训方式过于传统，缺少创新性的研究与应用研究，无法突破训练技能瓶颈和环境束缚，主要存在以下关键问题：
1.目前警械武器使用训练，主要在实地场地进行。由于场地数量条件有限，无法满足各级警员的训练需求。并且警械训练的场地建设费用较高，不能在基层单位建设训练场地。
2.警械使用训练方式单一，实训场地建成后，无法根据训练内容的更新训练场地。造成训练内容和方式落后，无法为警员提供最新的训练方式。
3.在实训场景进行训练，出于安全考虑，无法同时进行多种警械武器的培训操作。警械武器使用培训内容无法进行有效交互，容易造成人身伤害。并且缺少突发情况下的警械使武器用训练，使警员对于训练真实反应感知较差，无法在现实出警中作出合理的操作。
虚拟现实（VR）技术已经由军事、航天、飞机制造等重点领域，延伸到医疗、教育、体育、房地产、旅游、制造、消费各领域及行业，解决了体验不方便、场景限制、实效差、不真实等问题。其虚拟场景的展现，解决了时间、地点、场地局限的问题。现实物品的虚拟元素建立，使真实世界的物体，在虚拟场景中体现。虚拟现实（VR）技术，具有极强的沉浸感，可以形象的呈现实训内容和场面。为警察提供生动、逼真的学习环境，亲身感受比空洞抽象的说教更具有说服力，基于虚拟现实培训将是未来教学实训的发展趋势。
2、虚拟现实训练应用意义
基于虚拟现实技术，以警员警械武器使用技能训练内容为核心，通过虚拟场景的建立、虚拟元素放置、训练内容设定、交互设备应用，完成体验式的警械武器训练模型建立，使警员在训练获得真实、直观的感受。有助于警员增加技能训练的体验度。部署警察技能仿真实训场地，支持多人同时进行仿真训练。全面创新警察警械武器实训方式，形成全新的、系统化、规范化的训练模式。
以虚拟场景真实还原出警现场情景，设计突发事件、典型案件、标准业务，完成虚拟场景下的交互和训练内容，满足日常警械武器训练使用。设置虚拟犯罪人员袭击警员，使实训警察真实感受到伤害行为的发生。通过躲避、出击等交互方式，对突出事件进行处理，从而提高警察对意外情况的处置能力，增强警察日常工作安全防护意识。
3、虚拟现实警械武器训练优势
利用虚拟现实技术，建立警察警械武器技能训练课程和项目，拥有传统实训难以比拟的优势。主要表现在以下几个方面：
1.以新技术深度融合改进，创新警察警械武器训练方式，提高警员的警械使用和对抗技能，形成规范化的警察警械武器技能实训体系。虚拟现实的沉浸性和交互性，使警员能够在虚拟学习环境中，体验各种日常出警体验，全身心投入学习环境，有利于技能训练。提高警察训练效率。
2.有效节约成本，通常由于设备、场地、经费等硬件的限制，许多技能实训都无法进行。而利用虚拟现实建立实训体系，警察不必集中在实训场地，足不出户便可以进行警械武器实训操作。获得与真实训练一样的体会，在保证实训效果的前提下，极大的节省了训练成本 。
3.规避风险，真实的警械武器训练往往存在意外伤害风险，在保障各方面安全性的前提下，才能够进行训练，造成很多训练经常无法顺利进行。利用虚拟现实建立警察警械武器训练，可以放心进行各种警械武器训练，降低警员训练的危险性。反复进行实训，不用考虑安全因素，直到掌握技能为止。
4.打破空间、时间的限制，利用虚拟现实进行警械武器使用训练，可以彻底打破时间与空间的限制。各种类型的场景、环境、人员，通过虚拟现实技术在很短时间内呈现出来。
5.训练内容更新快，利用虚拟现实技术建立起来的警察虚拟实训项目和场景，场景和项目都是虚拟建立的。可以根据训练内容，生成新的实训项目和内容，训练内容可以不断更新，使警械武器训练内容及时更新，满足不断发展的业务需求。
4、虚拟现实警械武器训练实现方式
基于虚拟现实的警察警械使用训练应用，具体包括以下几部分：
1．建立警械训练虚拟场景
建立警械训练虚拟场景。利用三维建模方式，建立虚拟仿真的训练场地场景。首先以训练场景的实景为基础，进行三维场景绘图，包括警械训练场地、警械实战场地。然后建立场景内的物品物理模型。各种警具的模型，包括：各类枪械、警棍等。然后在绘图基础上对三维模型进行处理，达到高清图像。最后完成虚拟场景的建立，可以在电脑上运行虚拟现实场景，通过佩戴VR头盔式眼镜在场景中进行浏览操作。虚拟现实警械训练应用，可根据不同级别警员，设置相应的训练虚拟场景和虚拟带我，随机设置物品元素和虚拟人员，以增加训练的难度。
2．设计警械训练培训内容
设计警械训练培训内容。原有训练方式训练内容只能通过教师，实地进行讲解和教授。采用虚拟现实方式，在虚拟场景中加入训练操作内容，设计警械训练教学动作，将警械使用训练动作逐一分解，设计成虚拟动作，在虚拟现实训练场景中显示，警员在虚拟现实训练中可直观看到动作细节。在每个动作先后关联处，加入触发式交互动作，由警员在虚拟现实训练中操作控制触发，完成教学内容的前后切换。警员可以虚拟训练场景中选择训练项目，根据训练项目设计的操作内容，对照完成相应的动作操作，无需人工干预自动可以进行训练操作。培训内容来自于教师的培训大纲和内容，将培训内容加入到虚拟场景中。
在虚拟现场训练场景中，设置触发式交互训练内容，采用定时方式，当警员在虚拟场景中，计时达到后，自动交互内容启动。设置虚拟犯罪人员袭击警员，通过虚拟人或物体的动作袭击，与训练警员完成交互操作。真实反应犯罪分子对警员身体造成的伤害。
警械武器突发事件训练，突发事件设计时间计时触发，在1分钟内随机触发突发事件。突发事件触发，启动虚拟人物在虚拟现实训练场景中出现，设定行走移动路线，设计随机启动攻击动作，在30秒计时内随机启动攻击动作。虚拟人员执行攻击动作，警员在虚拟现实训练中感受到突发攻击，进行动作反应处置。根据警员在虚拟现实训练中的动作反馈，虚拟人员作出被制服或继续攻击动作。设置虚拟犯罪人员袭击警员，伤害情况的发生，在未接收到警员反应动作时，逐步加大身体伤害显示效果。
3．虚拟警械训练交互操作
虚拟警械训练交互操作，在虚拟现实警械训练中，警员佩戴VR头盔式眼镜进入虚拟场景，视线被完全包裹，沉浸在虚拟现实训练场景中，当警员转动头部时，可以看到的虚拟场景会完全随着眼睛的位置和角度而改变，就如同在真实世界中一样。警员使用手柄进行虚拟场景中的操作。完成虚拟现实训练中的物品选择、物品抓取、物品移动、事件触发。操作手柄将手柄按钮勾动操作，传输到虚拟现实训练场景中，虚拟训练场景根据设定完成物品操作和事件触发。利用定位器，获取警员位置信息，使警员在虚拟现实场景中可以自由行走，进行警械训练。警员的身体反应动作通过手握外设手柄，反馈到虚拟现实中，完成虚拟现实训练内容的动作反应。警员根据观看到的虚拟训练内容，通过肢体移动、动作进行相应的学习和操作。虚拟现实训练场景，根据外设手柄输入的信号，显示警员的操作动作结果，响应虚拟现实警械训练动作内容。
在虚拟突发事件训练中，设定出现虚拟人物，虚拟人员自由行走，并突然对警员进行攻击，警员真实感受到虚拟犯罪分子的攻击。警员移动身体躲避攻击，并通过手柄移动、舞动进行对抗。突发事件交互过程中，反应不及时警员身体造成伤害，警员看到血液喷射等伤害效果，伤害效果随着反应减慢而越大。警员对突出攻击事件处理及时，通过使用手柄在虚拟现实场景中，使用虚拟警械武器进行反击对抗，直到最终制服犯罪分子。
5、结语
基于虚拟现实方式的警察警械武器技能训练应用，创新警械武器技术培训的新模式，形成全新的、虚拟化、实时性的训练方式。将警察警械武器使用实训内容，通过虚拟场景的建立、虚拟元素放置、实训内容设定。突破了地域、时间、场地的局限，为基层警察提供限时警械武器技能训练，全面提高警察实战技能。降低训练过程中意外情况的发生，保障警察人身安全，节约实训成本，提高实训实效性。
参考文献
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作者简介
姓名：高振峰（1974年6月）；学历：硕士；性别：男，汉族；职称：副教授，一级警督；研究方向：警务技战术、警察执法安全；现任警训部副主任，主持工作。
