一種hud的進(jìn)近導(dǎo)引半實(shí)物仿真系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種HUD的進(jìn)近導(dǎo)引半實(shí)物仿真系統(tǒng)，屬于平視顯示器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]平視顯示器(以下簡稱為HUD)可為飛行員提供飛行全階段完整飛行儀表和導(dǎo)引信息。顯示在HUD組合鏡上的信息通常包括:空速、高度(氣壓高度和無線電高度)、垂直速度、姿態(tài)(俯仰和橫滾)、自動(dòng)油門、飛行模式通告、導(dǎo)航和傳感器源通告、導(dǎo)航信息以及飛行導(dǎo)引等。HUD顯示的圖像是校準(zhǔn)的(呈現(xiàn)在飛行員的無窮遠(yuǎn)處)和等角的(重疊在外部視場(chǎng)上)。HUD獨(dú)特的平視視野符號(hào)以及與飛機(jī)系統(tǒng)的綜合，在增強(qiáng)態(tài)勢(shì)感知、能量管理的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了極為精確的手動(dòng)飛機(jī)控制，能夠有效避免因與天氣有關(guān)的機(jī)場(chǎng)能力控制而引起的轉(zhuǎn)場(chǎng)，提高運(yùn)營效率和飛行安全性。目前，多家外國公司開發(fā)出了支持CATma進(jìn)近導(dǎo)引的HUD系統(tǒng)，并已在多型飛機(jī)上得到應(yīng)用。如:THALES公司開發(fā)的HFDS產(chǎn)品，Rockwell Collins公司開發(fā)的HGS系列產(chǎn)品，BAE公司開發(fā)的VGS產(chǎn)品。這種具備CATma進(jìn)近導(dǎo)引能力的HUD系統(tǒng)(以下稱平視導(dǎo)引系統(tǒng))提供了飛機(jī)在低能見度氣象條件下(ma類)的著陸能力，降低了飛機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)的可能性，進(jìn)一步提高了航空公司的運(yùn)營效率和飛機(jī)飛行的安全性。在進(jìn)近導(dǎo)引算法的研制過程中，試飛是非常關(guān)鍵且高風(fēng)險(xiǎn)的一個(gè)環(huán)節(jié)，而且受場(chǎng)地，天氣等的限制，很難隨時(shí)飛行。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種HUD的進(jìn)近導(dǎo)引半實(shí)物仿真系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)HUD的仿真。
[0004]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的提供了一種HUD的進(jìn)近導(dǎo)引半實(shí)物仿真系統(tǒng)，該仿真系統(tǒng)包括三維視景系統(tǒng)、飛行仿真系統(tǒng)、上位機(jī)、HUD符號(hào)生成系統(tǒng)和頂A平臺(tái)，所述三維視景系統(tǒng)用于放置在待仿真的HUD前方指定位置，且使HUD顯示的符號(hào)與三維視景系統(tǒng)是等角的，所述三維視景系統(tǒng)與飛行仿真系統(tǒng)連接，用于將飛行參數(shù)傳送給三維視景系統(tǒng)進(jìn)行顯示，所述飛行仿真系統(tǒng)、HUD符號(hào)生成系統(tǒng)和上位機(jī)均與MA平臺(tái)通信連接，所述MA平臺(tái)用于根據(jù)飛行仿真系統(tǒng)發(fā)送的飛機(jī)運(yùn)行參數(shù)及上位機(jī)模擬的飛行環(huán)境參數(shù)計(jì)算仿真結(jié)果，并將仿真結(jié)果發(fā)送至HUD符號(hào)生成系統(tǒng)，由HUD符號(hào)生成系統(tǒng)生成相應(yīng)的HUD符號(hào)并發(fā)送給待仿真的HUD。
[0005]所述的MA平臺(tái)為機(jī)載真實(shí)系統(tǒng)，其包含有運(yùn)行ARINC653分區(qū)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的通用處理模塊、電源管理模塊、機(jī)架和通信模塊。
[0006]所述飛行仿真系統(tǒng)、HUD符號(hào)生成系統(tǒng)和上位機(jī)均與IMA平臺(tái)之間通過符合ARINC664標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)程交換機(jī)通信。
[0007]所述飛行仿真系統(tǒng)上連接有操作桿控制臺(tái)，所述飛行仿真系統(tǒng)用于根據(jù)對(duì)操作桿控制臺(tái)的操作生成相應(yīng)的飛機(jī)運(yùn)行參數(shù)。
[0008]所述的頂A平臺(tái)在仿真過程中實(shí)時(shí)將傳遞信息至上位機(jī)。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型HUD的進(jìn)近導(dǎo)引半實(shí)物仿真系統(tǒng)采用HUD符號(hào)生成系統(tǒng)、IMA平臺(tái)、飛行仿真系統(tǒng)、操作控制臺(tái)和模擬開發(fā)環(huán)境上位機(jī)，利用飛行仿真系統(tǒng)實(shí)時(shí)模擬飛機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)并將飛行參數(shù)傳送給MA平臺(tái)，由頂A平臺(tái)根據(jù)模擬開發(fā)環(huán)境上位機(jī)中的飛行仿真環(huán)境和飛行參數(shù)進(jìn)行導(dǎo)引計(jì)算，并將實(shí)時(shí)計(jì)算的仿真結(jié)果發(fā)送至HUD符號(hào)生成系統(tǒng)，由HUD符號(hào)生成系統(tǒng)生成相應(yīng)的HUD符號(hào)并通過待仿真的HUD系統(tǒng)顯示出來，并投影到實(shí)景前方，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)HUD的仿真。本實(shí)用新型的仿真系統(tǒng)采用真實(shí)機(jī)載設(shè)備，能夠最大限度的模擬飛行員在飛機(jī)上利用HUD進(jìn)行進(jìn)近的試驗(yàn)環(huán)境，保證了機(jī)載環(huán)境下HUD進(jìn)近導(dǎo)引仿真的真實(shí)有效性。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型的基于HUD的進(jìn)近導(dǎo)引半實(shí)物仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011 ]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的說明。
[0012]平視顯示器HUD系統(tǒng)用于為飛行員提供飛行全階段完整飛行儀表和導(dǎo)引信息，其包含投影組件，組合鏡和安裝支架。本實(shí)用新型HUD的進(jìn)近導(dǎo)引半實(shí)物仿真系統(tǒng)如圖1所示，包括三維視景系統(tǒng)、模型開發(fā)環(huán)境上位機(jī)、HUD符號(hào)生成系統(tǒng)、飛行仿真系統(tǒng)、操作桿控制臺(tái)和頂A平臺(tái)，模型開發(fā)環(huán)境上位機(jī)、HUD符號(hào)生成系統(tǒng)和飛行仿真系統(tǒng)均通過交換機(jī)與頂A平臺(tái)連接，實(shí)現(xiàn)模型開發(fā)環(huán)境上位機(jī)、HUD符號(hào)生成系統(tǒng)和飛行仿真系統(tǒng)與MA平臺(tái)的雙向通信，操作桿控制臺(tái)通過USB總線與飛行仿真系統(tǒng)相連，飛行仿真系統(tǒng)用于根據(jù)對(duì)操作桿控制臺(tái)的操作生成相應(yīng)的飛機(jī)運(yùn)行參數(shù)。
[0013]其中三維視景系統(tǒng)用于放置在待仿真的HUD前方指定位置，且使HUD顯示的符號(hào)與三維視景系統(tǒng)是等角的；頂A平臺(tái)為機(jī)載真實(shí)系統(tǒng)，其包含運(yùn)行ARINC653分區(qū)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的通用處理模塊(GPM)、電源管理模塊(PCM)、機(jī)架(用于提供冷卻和硬件接口)和通信模塊，通訊模塊為機(jī)柜交換機(jī)(ACS)，通信模塊符合ARINC664P7，Π1Α平臺(tái)上設(shè)置有HUD導(dǎo)引軟件，該HUD導(dǎo)引軟件用于根據(jù)飛行參數(shù)和飛行環(huán)境進(jìn)行導(dǎo)引計(jì)算，屬于現(xiàn)有技術(shù);模型開發(fā)環(huán)境上位機(jī)通過嵌入式交叉編譯生成可以部署在MA平臺(tái)運(yùn)行的應(yīng)用，通過ARINC615協(xié)議進(jìn)行加載至IMA平臺(tái);HUD符號(hào)生成系統(tǒng)上設(shè)置有相應(yīng)的符號(hào)生成軟件，用于根據(jù)頂A平臺(tái)的仿真結(jié)果生成相應(yīng)的HUD符號(hào)，該軟件也屬于現(xiàn)有技術(shù)。本實(shí)施例中交換機(jī)采用ARINC664交換機(jī)。
[0014]該仿真系統(tǒng)的工作過程如下:飛行仿真系統(tǒng)實(shí)時(shí)模擬飛機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)并將飛行參數(shù)傳送給IMA平臺(tái)，由頂A平臺(tái)根據(jù)模擬開發(fā)環(huán)境上位機(jī)中的飛行仿真環(huán)境和飛行參數(shù)進(jìn)行導(dǎo)引計(jì)算，并將實(shí)時(shí)計(jì)算的仿真結(jié)果發(fā)送至HUD符號(hào)生成系統(tǒng)，由HUD符號(hào)生成系統(tǒng)生成相應(yīng)的HUD符號(hào)并通過待仿真的HUD系統(tǒng)顯示出來，并投影到實(shí)景前方，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)HUD的仿真。
[0015]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式，并非用來限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍，但凡在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)所做的等效變化及修飾，皆應(yīng)認(rèn)為落入了本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種HUD的進(jìn)近導(dǎo)引半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其特征在于，該仿真系統(tǒng)包括三維視景系統(tǒng)、飛行仿真系統(tǒng)、上位機(jī)、HUD符號(hào)生成系統(tǒng)和頂A平臺(tái)，所述三維視景系統(tǒng)用于放置在待仿真的HUD前方指定位置，且使HUD顯示的符號(hào)與三維視景系統(tǒng)是等角的，所述三維視景系統(tǒng)與飛行仿真系統(tǒng)連接，用于將飛行參數(shù)傳送給三維視景系統(tǒng)進(jìn)行顯示，所述飛行仿真系統(tǒng)、HUD符號(hào)生成系統(tǒng)和上位機(jī)均與MA平臺(tái)通信連接，所述MA平臺(tái)用于根據(jù)飛行仿真系統(tǒng)發(fā)送的飛機(jī)運(yùn)行參數(shù)及上位機(jī)模擬的飛行環(huán)境參數(shù)計(jì)算仿真結(jié)果，并將仿真結(jié)果發(fā)送至HUD符號(hào)生成系統(tǒng)，由HUD符號(hào)生成系統(tǒng)生成相應(yīng)的HUD符號(hào)并發(fā)送給待仿真的HUD。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的HUD的進(jìn)近導(dǎo)引半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述的IMA平臺(tái)為機(jī)載真實(shí)系統(tǒng)，其包含有運(yùn)行ARINC653分區(qū)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的通用處理模塊、電源管理模塊、機(jī)架和通信模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的HUD的進(jìn)近導(dǎo)引半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述飛行仿真系統(tǒng)、HUD符號(hào)生成系統(tǒng)和上位機(jī)均與IMA平臺(tái)之間通過符合ARINC664標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)程交換機(jī)通?目O4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的HUD的進(jìn)近導(dǎo)引半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述飛行仿真系統(tǒng)上連接有操作桿控制臺(tái)，所述飛行仿真系統(tǒng)用于根據(jù)對(duì)操作桿控制臺(tái)的操作生成相應(yīng)的飛機(jī)運(yùn)行參數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的HUD的進(jìn)近導(dǎo)引半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述的IMA平臺(tái)在仿真過程中實(shí)時(shí)將傳遞信息至上位機(jī)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種HUD的進(jìn)近導(dǎo)引半實(shí)物仿真系統(tǒng)，屬于平視顯示器技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型HUD的進(jìn)近導(dǎo)引半實(shí)物仿真系統(tǒng)采用HUD符號(hào)生成系統(tǒng)、IMA平臺(tái)、飛行仿真系統(tǒng)、操作控制臺(tái)和模擬開發(fā)環(huán)境上位機(jī)，利用飛行仿真系統(tǒng)實(shí)時(shí)模擬飛機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)并將飛行參數(shù)傳送給IMA平臺(tái)，由IMA平臺(tái)根據(jù)模擬開發(fā)環(huán)境上位機(jī)中的飛行仿真環(huán)境和飛行參數(shù)進(jìn)行導(dǎo)引計(jì)算，并將實(shí)時(shí)計(jì)算的仿真結(jié)果發(fā)送至HUD符號(hào)生成系統(tǒng)，由HUD符號(hào)生成系統(tǒng)生成相應(yīng)的HUD符號(hào)并通過待仿真的HUD系統(tǒng)顯示出來，并投影到實(shí)景前方，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)HUD的仿真。本實(shí)用新型的仿真系統(tǒng)采用真實(shí)機(jī)載設(shè)備，能夠最大限度的模擬飛行員在飛機(jī)上利用HUD進(jìn)行進(jìn)近的試驗(yàn)環(huán)境，保證了機(jī)載環(huán)境下HUD進(jìn)近導(dǎo)引仿真的真實(shí)有效性。
【IPC分類】G05B17/02
【公開號(hào)】CN205301855
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】馬兵兵, 黃程, 張錦賡
【申請(qǐng)人】中國航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽電光設(shè)備研究所
【公開日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2015年12月5日