摘要
人枪相互作用过程涉及到生理感官效应、战斗操控效应以及心理习惯效应，对提高射击精度和减小后坐力有着重要的意义。目前人枪相互作用领域研究多以立姿射击为主。卧姿射击是步枪标准射击姿势之一，也是狙击手常用射击姿势。本文针对目前卧姿射击研究中人枪相互作用机理认识不足的问题，采用试验、仿真与多源数据融合方法开展了卧姿射击人枪相互作用特性和操作性评价研究。 首先，基于三维运动捕捉、柔性压力测试、表面肌电测试等系统，以95式自动步枪为研究对象进行分析，分析了卧姿单发射击时枪械运动、人枪接触部位的表面接触力、人体肌肉积分肌电值等运动学和动力学特性。结果表明：（1）枪械最大俯仰角约为1.2度，存在先增加后减小的变化规律，侧偏角先向左偏再向右偏，达到最大右偏0.7度后，再次左偏后向右偏。（2）整个射击过程中，抵肩力＞握把力＞贴腮力＞护木力，四个接触力冲量对后坐力总冲量的占比分别是47.2%、51.5%、1.0%、0.3%。（3）瞄准阶段人体主要发力肌肉为肱二头肌、肱桡肌和尺侧腕屈肌；射击阶段不同被试者的主要发力肌肉存在显著差异。（4）卧姿射击，上半身多数肌肉信号与枪械运动状态存在相关性。 其次，采用AnyBody逆向动力学软件，建立了卧姿单发射击人枪肌骨模型，进行了人体生物力响应规律和时序特性分析。结果表明：在火药气体作用和后坐到位撞击时刻，右侧菱形肌激活度最大，在复进到位撞击时刻右侧肱二头肌激活度最大；控制肩胛骨和肩关节稳定的主动肌首先激活，副主动肌随后激活；受力最大的关节为肩锁关节，其次是盂肱关节和肘关节；95式自动步枪卧姿射击时，左、右臂外展角小于30°为宜。 最后，基于试验获取的多源信息（肌电信息、表面接触力信息、枪械运动信息）数据，采用SVM、AdaBoost和XgBoost算法确定了操作性评价信息来源；采用RFECV算法确定了最优特征集，采用Stacking融合算法将SVM、AdaBoost和XgBoost算法融合，以多源数据为输入，构建了基于多源信息的操作性评价模型，评价结果表明，预测精度达0.90。
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