一種近地告警視景仿真驗(yàn)證平臺(tái)系統(tǒng)及其驗(yàn)證方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飛機(jī)仿真驗(yàn)證領(lǐng)域，特別是一種近地告警視景仿真驗(yàn)證平臺(tái)系統(tǒng)及其驗(yàn)證方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，國(guó)際形勢(shì)的日益迫切，對(duì)飛機(jī)的安全系統(tǒng)提出了更高的要求。航空飛行設(shè)備數(shù)量在不斷增長(zhǎng)。所有的飛行員，最關(guān)心的就是飛機(jī)安全告警，特別是近地告警，而采用現(xiàn)實(shí)手段驗(yàn)證近地告警設(shè)備的實(shí)際能力成本過(guò)高，危險(xiǎn)度高，不具有可實(shí)現(xiàn)的意義。因此，近地告警視景仿真驗(yàn)證平臺(tái)能提供有效的視景驗(yàn)證方案，采用數(shù)學(xué)手段驗(yàn)證設(shè)備數(shù)據(jù)具有適應(yīng)性高、測(cè)試環(huán)境多樣、成本低、效率高等諸多優(yōu)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種近地告警視景仿真驗(yàn)證平臺(tái)系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有手段周期過(guò)長(zhǎng)、測(cè)試環(huán)境單一、成本巨大等問(wèn)題。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種近地告警視景仿真驗(yàn)證平臺(tái)系統(tǒng)，包括導(dǎo)光操作控制面板、操作桿和油門桿，其特征在于:近地告警視景仿真驗(yàn)證平臺(tái)系統(tǒng)還包括虛擬現(xiàn)實(shí)接駁器，所述虛擬現(xiàn)實(shí)接駁器與導(dǎo)光操作控制面板、操作桿和油門桿連接，將所述導(dǎo)光操作控制面板、操作桿和油門桿輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后輸送到處理器單元；主控單元，建立世界空間坐標(biāo)系，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中該坐標(biāo)區(qū)域的高度信息，與衛(wèi)星地圖進(jìn)行合成，建立飛機(jī)所處三維地形，根據(jù)時(shí)間和數(shù)據(jù)庫(kù)提取自然資源，通過(guò)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)生成試驗(yàn)體所處自然環(huán)境建立，然后通過(guò)建模系統(tǒng)將所有模型統(tǒng)籌在一個(gè)界面內(nèi)，形成仿真平臺(tái)，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)接駁器采集導(dǎo)光操作控制面板、操作桿、油門桿控制信息，通過(guò)邏輯系統(tǒng)和粒子系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證；圖形顯示和聲音模擬系統(tǒng)，生成飛機(jī)狀態(tài)視覺(jué)信息和飛機(jī)狀態(tài)聽(tīng)覺(jué)信息，并傳輸至視頻生成模塊和音頻生成模塊，最終在顯示器、聲源發(fā)生器終端進(jìn)行視景仿真驗(yàn)證。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述主控單元包括控制系統(tǒng)，負(fù)責(zé)仿真驗(yàn)證平臺(tái)內(nèi)所有可控單元的人為信號(hào)控制，所述人為信號(hào)包括需設(shè)定的環(huán)境參數(shù)、飛機(jī)信息參數(shù)、計(jì)算級(jí)別；數(shù)據(jù)庫(kù)，負(fù)責(zé)本仿真驗(yàn)證平臺(tái)內(nèi)所用元素的存儲(chǔ)；地形匹配系統(tǒng)負(fù)責(zé)仿真驗(yàn)證平臺(tái)所驗(yàn)證物體所處地形應(yīng)與現(xiàn)實(shí)相匹配；生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)負(fù)責(zé)仿真驗(yàn)證平臺(tái)所驗(yàn)證物體所處自然環(huán)境的生成；天氣系統(tǒng)控制仿真驗(yàn)證平臺(tái)所驗(yàn)證物體所處天氣情況；建模系統(tǒng)負(fù)責(zé)仿真驗(yàn)證平臺(tái)所所有物體的建立；粒子系統(tǒng)負(fù)責(zé)仿真驗(yàn)證平臺(tái)所驗(yàn)證物體所處環(huán)境的其他可運(yùn)動(dòng)單元的設(shè)定；邏輯系統(tǒng)負(fù)責(zé)仿真驗(yàn)證平臺(tái)內(nèi)所有物理特征的運(yùn)算，邏輯系統(tǒng)按照飛機(jī)的空速、方向、環(huán)境變量、飛行姿態(tài)進(jìn)行飛行模擬計(jì)算，然后由圖形顯示系統(tǒng)進(jìn)行仿真顯示，當(dāng)發(fā)生粒子碰撞時(shí)反饋邏輯系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述的顯示器為IPS顯示屏。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述圖形顯示和聲音模擬系統(tǒng)包括圖形顯示系統(tǒng)，在驗(yàn)證過(guò)程中，生成飛機(jī)狀態(tài)視覺(jué)信息，并將信號(hào)傳輸至視頻生成模塊；聲音模擬系統(tǒng)，在驗(yàn)證過(guò)程中生成飛機(jī)狀態(tài)聽(tīng)覺(jué)信息，并將信號(hào)傳輸至音頻生成模塊；視頻生成模塊，將圖形顯示系統(tǒng)生成的飛機(jī)狀態(tài)視覺(jué)信息轉(zhuǎn)換成視頻信號(hào)，發(fā)送給顯示驅(qū)動(dòng)模塊，由顯示驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)顯示器進(jìn)行視景仿真顯示；音頻生成模塊，將聲音模擬系統(tǒng)生成的飛機(jī)狀態(tài)聽(tīng)覺(jué)信息轉(zhuǎn)換成聲頻信號(hào)，由聲源發(fā)生器進(jìn)行音頻仿真。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述顯示驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)跨屏處理模塊與多個(gè)顯示器連接，所述跨屏處理模塊為一對(duì)多多顯示屏處理設(shè)備。
[0009]本發(fā)明的另一目的是提供一種近地告警視景仿真驗(yàn)證方法，解決了現(xiàn)有手段周期過(guò)長(zhǎng)、測(cè)試環(huán)境單一、成本巨大等問(wèn)題。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種近地告警視景仿真驗(yàn)證方法，包括以下步驟:A、通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)接駁器選擇試驗(yàn)驗(yàn)證用飛機(jī)的飛行參數(shù)；B、控制系統(tǒng)通過(guò)其坐標(biāo)和數(shù)據(jù)庫(kù)的比較，建立世界空間坐標(biāo)系，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中地球該坐標(biāo)區(qū)域的高度信息，與衛(wèi)星地圖進(jìn)行合成，建立飛機(jī)所處三維地形，根據(jù)時(shí)間和數(shù)據(jù)庫(kù)提取自然資源，通過(guò)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)自適應(yīng)生成試驗(yàn)體所處自然環(huán)境建立，然后通過(guò)建模系統(tǒng)將所有模型統(tǒng)籌在一個(gè)界面內(nèi)，形成仿真平臺(tái)；C、采集飛機(jī)參數(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)接駁器、導(dǎo)光操作控制面板、操作桿、油門桿控制信息，通過(guò)邏輯系統(tǒng)和粒子系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，邏輯系統(tǒng)按照飛機(jī)的空速、方向、環(huán)境變量、飛行姿態(tài)進(jìn)行飛行模擬，當(dāng)發(fā)生粒子碰撞時(shí)反饋邏輯系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證；D、圖形顯示系統(tǒng)生成飛機(jī)狀態(tài)視覺(jué)信息，聲音模擬系統(tǒng)生成飛機(jī)狀態(tài)聽(tīng)覺(jué)信息，圖形顯示系統(tǒng)、聲音模擬系統(tǒng)將信號(hào)傳輸至視頻生成模塊、音頻生成模塊，最終在顯示器、聲源發(fā)生器終端進(jìn)行視景仿真驗(yàn)證。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明安裝簡(jiǎn)單、故障少、易維護(hù)、適應(yīng)性高、測(cè)試環(huán)境多樣、成本低、效率高，能夠根據(jù)設(shè)定條件對(duì)飛機(jī)進(jìn)行視景仿真驗(yàn)證，并通過(guò)實(shí)際操作，規(guī)避飛行風(fēng)險(xiǎn)，保障飛行安全。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意。
[0014]圖3為本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖。
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0016]第一步，構(gòu)建系統(tǒng)硬件環(huán)境。圖1分為硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。硬件系統(tǒng)包括系統(tǒng)前端和系統(tǒng)后端，系統(tǒng)前端設(shè)有操作設(shè)備和顯示屏，操作設(shè)備上設(shè)有導(dǎo)光操作控制面板、操作桿、油門桿、虛擬現(xiàn)實(shí)接駁器、跨屏處理模塊及顯示驅(qū)動(dòng)模塊，其中顯示驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)跨屏處理模塊與顯示屏相連接，聲頻生成模塊與聲源發(fā)生器連接，系統(tǒng)后端設(shè)有后端主板，后端主板通過(guò)信號(hào)輸入單元與虛擬現(xiàn)實(shí)接駁器連接，中央處理模塊的輸入端與后端主板和信息庫(kù)連接，中央處理模塊的輸出端與視頻生成模塊、聲頻生成模塊連接。所述的顯示屏為IPS顯示屏。所述的跨屏處理模塊為一對(duì)多顯示屏處理設(shè)備。
[0017]第二步，構(gòu)建系統(tǒng)軟件環(huán)境。軟件編寫(xiě)包括上位機(jī)和下位機(jī)軟件的編寫(xiě)。軟件系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫(kù)、地形匹配系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)、天氣系統(tǒng)、建模系統(tǒng)、粒子系統(tǒng)、邏輯系統(tǒng)、圖形顯示系統(tǒng)、聲音模擬系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)，負(fù)責(zé)仿真驗(yàn)證平臺(tái)內(nèi)所有可控單元的人為信號(hào)控制，數(shù)據(jù)庫(kù)，負(fù)責(zé)本仿真驗(yàn)證平臺(tái)內(nèi)所用元素的存儲(chǔ)，地形匹配系統(tǒng)負(fù)責(zé)仿真驗(yàn)證平臺(tái)所驗(yàn)證物體所處地形應(yīng)與現(xiàn)實(shí)相匹配，生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)負(fù)責(zé)仿真驗(yàn)證平臺(tái)所驗(yàn)證物體所處自然環(huán)境的生成，天氣系統(tǒng)控制仿真驗(yàn)證平臺(tái)所驗(yàn)證物體所處天氣情況，建模系統(tǒng)負(fù)責(zé)仿真驗(yàn)證平臺(tái)所所有物體的建立，粒子系統(tǒng)負(fù)責(zé)仿真驗(yàn)證平臺(tái)所驗(yàn)證物體所處環(huán)境的其他可運(yùn)動(dòng)單元的設(shè)定，邏輯系統(tǒng)負(fù)責(zé)仿真驗(yàn)證平臺(tái)內(nèi)所有物理特征的運(yùn)算，圖形顯示系統(tǒng)負(fù)責(zé)仿真驗(yàn)證平臺(tái)最終輸出圖像顯示。
[0018]第三步，開(kāi)展系統(tǒng)仿真試驗(yàn)。本發(fā)明可安裝于飛機(jī)地面模擬平臺(tái)，也可作為單獨(dú)試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)，硬件系統(tǒng)安裝時(shí)可將系統(tǒng)前端安裝于操作平臺(tái)，與系統(tǒng)后端通過(guò)電纜傳輸信號(hào)即可。當(dāng)硬件系統(tǒng)接通后，具有導(dǎo)光操作控制面板、操作桿、油門桿和虛擬現(xiàn)實(shí)接駁器作為輸入信號(hào)，顯示屏與聲源發(fā)生器作為輸出終端。
[0019]使用本發(fā)明進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，確認(rèn)硬件系統(tǒng)安裝調(diào)試完成后，顯示器自動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng)試驗(yàn)界面。此時(shí)，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)接駁器選擇試驗(yàn)驗(yàn)證用飛機(jī)的飛行參數(shù)，A類已有飛行參數(shù)，包含:飛機(jī)型號(hào)、調(diào)整狀態(tài)參數(shù)(完好、警戒、受損)、調(diào)整物理參數(shù)(重心調(diào)整、姿態(tài)調(diào)整、襟翼調(diào)整