本實用新型涉及航空仿真技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于仿真飛機的人機交互系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，隨著計算機技術(shù)的不斷進步，仿真的應(yīng)用越來廣泛。通常飛行模擬器主要硬件組成包括仿真模擬座艙和視景顯示,飛機本體仿真可以根據(jù)需求進行半實物仿真，也可以進行全軟件仿真。

現(xiàn)有的一些仿真模擬器大都存在一些問題：比如多通道投影視景系統(tǒng)，這種視景系統(tǒng)的優(yōu)點是視界大，效果更加逼真，缺點是成本高，需要建設(shè)額外的球形、半球形或柱形投影幕，而且對占地有特殊要求，一般因為光線要求還要建設(shè)單獨的視景間。并且投影式視景系統(tǒng)需要控制的計算機軟件也比較多，一般需要視景軟件、融合軟件、投影儀控制軟件，維護起來較為復(fù)雜。

再比如HOTAS游戲桿，HOTAS游戲桿雖有著代碼獲取簡單的優(yōu)點，但和坐在真實座艙的感受差別較大，無法為人機工效的研究提供可信的數(shù)據(jù)。

還有一些座艙的控制盒的數(shù)據(jù)采集是用電纜把設(shè)備的輸入輸出信號傳送到計算機的各種板卡進行集中處理，這種采集方式隨著模擬器復(fù)雜度的增加，相應(yīng)的各方面成本也會隨之增加，并且在后期的升級改造或系統(tǒng)擴展方面需要很大的成本投入。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的至少一種缺陷，本實用新型提供了一種基于仿真飛機的人機交互系統(tǒng)，包括仿真座艙、飛行模擬計算機、視景顯示計算機、視景顯示器和顯控仿真計算機。

仿真座艙包括多功能顯示器、控制面板和采集控制模塊，多功能顯示器用于顯示飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)，控制面板用于接收訓練人員的操作信號，多功能顯示器通過采集控制模塊以工業(yè)以太網(wǎng)的形式與控制面板進行通信，仿真座艙通過采集控制模塊將仿真座艙數(shù)據(jù)以工業(yè)以太網(wǎng)的形式傳輸給飛行模擬計算機，工業(yè)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸方式使得仿真座艙的數(shù)據(jù)采集控制量可任意擴充；

飛行模擬計算機將所述仿真座艙數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)以工業(yè)以太網(wǎng)的形式傳輸給視景顯示計算機和顯控仿真計算機；

視景顯示計算機將所述飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為視景數(shù)據(jù)傳輸給視景顯示器；

視景顯示器將所述視景數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為視景仿真圖像顯示，其包括依次豎直放置且屏幕尺寸均相同的左顯示屏、中顯示屏和右顯示屏；

顯控仿真計算機與仿真座艙的多功能顯示器連接，用于多功能顯示器的數(shù)據(jù)仿真計算。

優(yōu)選的，左顯示屏與中顯示屏之間的夾角和中顯示屏與右顯示屏之間的夾角均為120°，即左顯示屏和右顯示相對于中顯示屏是對稱放置的，視景顯示器的水平視場角為180°、垂直視場角為33°，所述垂直視場角中的上視角為19°、下視角為14°。

優(yōu)選的，飛行模擬計算機與仿真座艙、視景顯示計算機、顯控仿真計算機之間均使用網(wǎng)線連接，視景顯示計算機與視景顯示器之間、仿真座艙與顯控仿真計算機之間均使用視頻線連接。

優(yōu)選的，左顯示屏、中顯示屏和右顯示屏均安裝在可移動基座上，以便于移動三塊顯示屏，隨時調(diào)節(jié)其位置。

優(yōu)選的，多功能顯示器為一個觸摸屏，觸摸屏可同時顯示出畫面部分和按鍵部分以用于操作。

本實用新型提供的一種基于仿真飛機的人機交互系統(tǒng)，分別采用三臺計算機進行視景顯示、飛行模擬、多功能顯示器仿真，可維護性較高；其視景顯示器采用大型顯示器進行拼接，在保證仿真視界較大的前提下省去了投影幕及其投影融合部分，節(jié)省了成本；仿真座艙采用以太網(wǎng)現(xiàn)場總線來完成模擬設(shè)備和控制設(shè)備的互聯(lián)工作，具有良好的數(shù)據(jù)交互能力以及擴展能力，實用性和經(jīng)濟性較好。

附圖說明

圖1是人機交互系統(tǒng)的連接示意圖；

圖2是視景顯示器的水平視場示意圖；

圖3是視景顯示器的垂直視場示意圖；

圖4是仿真座艙與視景顯示器的相對位置圖。

附圖標記：仿真座艙1，多功能顯示器11，控制面板12，采集控制模塊13，飛行模擬計算機2，視景顯示計算機3，視景顯示器4，左顯示屏41，中顯示屏42，右顯示屏43，顯控仿真計算機5。

具體實施方式

為使本實用新型實施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型保護范圍的限制。

下面通過具體的實施例對本實用新型作進一步詳細的描述。

具體實施例：

如圖1所示，本實用新型提供的一種基于仿真飛機的人機交互系統(tǒng)，包括仿真座艙1、飛行模擬計算機2、視景顯示計算機3、視景顯示器4和顯控仿真計算機5。

仿真座艙1，其包括多功能顯示器11、控制面板12和采集控制模塊13，多功能顯示器11用于顯示飛機狀態(tài)參數(shù)；

本實施例中多功能顯示器11為一個可同時顯示出畫面部分和按鍵部分以便于操作的觸摸屏，能夠滿足模擬不同型號飛機的要求，所述觸摸屏優(yōu)選采用尺寸為20×8寸、分辨率為1920×768PPI(像素每英寸)的觸摸屏；

控制面板12用于接收訓練人員的操作信號，采集控制模塊13通過網(wǎng)線實現(xiàn)控制面板12與多功能顯示器11之間的通信，真座艙1中的采集控制模塊13通過網(wǎng)線與飛行模擬計算機2相連接，并且采集控制模塊13同樣通過網(wǎng)線將仿真座艙1中收集的仿真座艙數(shù)據(jù)傳輸給飛行模擬計算機2。

飛行模擬計算機2通過網(wǎng)線將所述仿真座艙數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸給視景顯示計算機3和顯控仿真計算機5；

視景顯示計算機3通過視頻線將所述飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為視景數(shù)據(jù)傳輸給視景顯示器4，視景顯示計算機3優(yōu)選采用單機多通道圖形計算機。

視景顯示器4將所述視景數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為視景仿真圖像顯示，其包括依次豎直放置且屏幕尺寸均相同的左顯示屏41、中顯示屏42和右顯示屏43，上述這三塊顯示屏優(yōu)選采用大屏幕液晶顯示屏進行拼接，以擴大仿真中的視界，左顯示屏41與中顯示屏42之間的夾角和中顯示屏41與右顯示屏43之間的夾角均為120°，上述三塊顯示屏均優(yōu)選安裝在一個整體可移動基座上，以便于根據(jù)眼點位置進行視場角調(diào)節(jié)；

如圖2所示，將視景顯示器4的水平視場角調(diào)節(jié)為180°，即視景顯示器4的豎直邊緣與眼點6連線的夾角為180°，左顯示屏41、中顯示屏42和右顯示屏43以飛行訓練人員眼點為中心，使視景顯示器4的中心與模擬座艙使用者的眼點重合；

如圖3所示，將視景顯示器4的垂直視場角調(diào)節(jié)為33°，即視景顯示器4的水平邊緣與眼點6連線的夾角為33°，將垂直視場角中的上視角調(diào)節(jié)為19°、下視角調(diào)節(jié)為14°，即視景顯示器4的上部水平邊緣與水平面的夾角為19°，下部水平邊緣與水平面的夾角為14°。

顯控仿真計算機5通過視頻線與仿真座艙1的采集控制模塊13連接，進而與多功能顯示器11進行數(shù)據(jù)傳輸，顯控仿真計算機5用于多功能顯示器11的數(shù)據(jù)仿真計算，顯控仿真計算機5優(yōu)選采用DELL的T5500型計算機。

如圖4所示，飛行訓練人員在仿真機艙1內(nèi)，正面面對視景顯示器4，當操作控制面板時，信號經(jīng)過采集控制模塊13、飛行模擬計算機2、視景顯示計算機3反映到視景顯示器4中，以顯示出相對應(yīng)的飛機模擬畫面，同時所述信號在飛行模擬計算機2處還被傳輸?shù)斤@控仿真計算機5，然后再通過采集控制模塊13反饋到多功能顯示器11中，以顯示出相對應(yīng)的飛機狀態(tài)參數(shù)，以此實現(xiàn)人機交互功能。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。