一種近地告警視景仿真驗證平臺系統(tǒng)及其驗證方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及飛機仿真驗證領域，特別是一種近地告警視景仿真驗證平臺系統(tǒng)及其驗證方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國國民經濟的飛速發(fā)展，國際形勢的日益迫切，對飛機的安全系統(tǒng)提出了更高的要求。航空飛行設備數(shù)量在不斷增長。所有的飛行員，最關心的就是飛機安全告警，特別是近地告警，而采用現(xiàn)實手段驗證近地告警設備的實際能力成本過高，危險度高，不具有可實現(xiàn)的意義。因此，近地告警視景仿真驗證平臺能提供有效的視景驗證方案，采用數(shù)學手段驗證設備數(shù)據具有適應性高、測試環(huán)境多樣、成本低、效率高等諸多優(yōu)勢。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明提供一種近地告警視景仿真驗證平臺系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有手段周期過長、測試環(huán)境單一、成本巨大等問題。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為:一種近地告警視景仿真驗證平臺系統(tǒng)，包括導光操作控制面板、操作桿和油門桿，其特征在于:近地告警視景仿真驗證平臺系統(tǒng)還包括虛擬現(xiàn)實接駁器，所述虛擬現(xiàn)實接駁器與導光操作控制面板、操作桿和油門桿連接，將所述導光操作控制面板、操作桿和油門桿輸出的信號經過處理后輸送到處理器單元；主控單元，建立世界空間坐標系，根據數(shù)據庫中該坐標區(qū)域的高度信息，與衛(wèi)星地圖進行合成，建立飛機所處三維地形，根據時間和數(shù)據庫提取自然資源，通過生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)生成試驗體所處自然環(huán)境建立，然后通過建模系統(tǒng)將所有模型統(tǒng)籌在一個界面內，形成仿真平臺，通過虛擬現(xiàn)實接駁器采集導光操作控制面板、操作桿、油門桿控制信息，通過邏輯系統(tǒng)和粒子系統(tǒng)對飛機運行情況進行試驗驗證；圖形顯示和聲音模擬系統(tǒng)，生成飛機狀態(tài)視覺信息和飛機狀態(tài)聽覺信息，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)生器終端進行視景仿真驗證。
[0005]根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述主控單元包括控制系統(tǒng)，負責仿真驗證平臺內所有可控單元的人為信號控制，所述人為信號包括需設定的環(huán)境參數(shù)、飛機信息參數(shù)、計算級別；數(shù)據庫，負責本仿真驗證平臺內所用元素的存儲；地形匹配系統(tǒng)負責仿真驗證平臺所驗證物體所處地形應與現(xiàn)實相匹配；生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)負責仿真驗證平臺所驗證物體所處自然環(huán)境的生成；天氣系統(tǒng)控制仿真驗證平臺所驗證物體所處天氣情況；建模系統(tǒng)負責仿真驗證平臺所所有物體的建立；粒子系統(tǒng)負責仿真驗證平臺所驗證物體所處環(huán)境的其他可運動單元的設定；邏輯系統(tǒng)負責仿真驗證平臺內所有物理特征的運算，邏輯系統(tǒng)按照飛機的空速、方向、環(huán)境變量、飛行姿態(tài)進行飛行模擬計算，然后由圖形顯示系統(tǒng)進行仿真顯示，當發(fā)生粒子碰撞時反饋邏輯系統(tǒng)進行驗證。
[0006]根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述的顯示器為IPS顯示屏。
[0007]根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述圖形顯示和聲音模擬系統(tǒng)包括圖形顯示系統(tǒng)，在驗證過程中，生成飛機狀態(tài)視覺信息，并將信號傳輸至視頻生成模塊；聲音模擬系統(tǒng)，在驗證過程中生成飛機狀態(tài)聽覺信息，并將信號傳輸至音頻生成模塊；視頻生成模塊，將圖形顯示系統(tǒng)生成的飛機狀態(tài)視覺信息轉換成視頻信號，發(fā)送給顯示驅動模塊，由顯示驅動模塊驅動顯示器進行視景仿真顯示；音頻生成模塊，將聲音模擬系統(tǒng)生成的飛機狀態(tài)聽覺信息轉換成聲頻信號，由聲源發(fā)生器進行音頻仿真。
[0008]根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述顯示驅動模塊通過跨屏處理模塊與多個顯示器連接，所述跨屏處理模塊為一對多多顯示屏處理設備。
[0009]本發(fā)明的另一目的是提供一種近地告警視景仿真驗證方法，解決了現(xiàn)有手段周期過長、測試環(huán)境單一、成本巨大等問題。
[0010]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為:一種近地告警視景仿真驗證方法，包括以下步驟:A、通過虛擬現(xiàn)實接駁器選擇試驗驗證用飛機的飛行參數(shù)；B、控制系統(tǒng)通過其坐標和數(shù)據庫的比較，建立世界空間坐標系，根據數(shù)據庫中地球該坐標區(qū)域的高度信息，與衛(wèi)星地圖進行合成，建立飛機所處三維地形，根據時間和數(shù)據庫提取自然資源，通過生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)自適應生成試驗體所處自然環(huán)境建立，然后通過建模系統(tǒng)將所有模型統(tǒng)籌在一個界面內，形成仿真平臺；C、采集飛機參數(shù)和虛擬現(xiàn)實接駁器、導光操作控制面板、操作桿、油門桿控制信息，通過邏輯系統(tǒng)和粒子系統(tǒng)對飛機運行情況進行試驗驗證，邏輯系統(tǒng)按照飛機的空速、方向、環(huán)境變量、飛行姿態(tài)進行飛行模擬，當發(fā)生粒子碰撞時反饋邏輯系統(tǒng)進行驗證；D、圖形顯示系統(tǒng)生成飛機狀態(tài)視覺信息，聲音模擬系統(tǒng)生成飛機狀態(tài)聽覺信息，圖形顯示系統(tǒng)、聲音模擬系統(tǒng)將信號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)生器終端進行視景仿真驗證。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明安裝簡單、故障少、易維護、適應性高、測試環(huán)境多樣、成本低、效率高，能夠根據設定條件對飛機進行視景仿真驗證，并通過實際操作，規(guī)避飛行風險，保障飛行安全。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的硬件系統(tǒng)的結構示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的軟件系統(tǒng)的結構示意。
[0014]圖3為本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖。
[0015]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細說明。
【具體實施方式】
[0016]第一步，構建系統(tǒng)硬件環(huán)境。圖1分為硬件系統(tǒng)的結構示意圖。硬件系統(tǒng)包括系統(tǒng)前端和系統(tǒng)后端，系統(tǒng)前端設有操作設備和顯示屏，操作設備上設有導光操作控制面板、操作桿、油門桿、虛擬現(xiàn)實接駁器、跨屏處理模塊及顯示驅動模塊，其中顯示驅動模塊通過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)后端設有后端主板，后端主板通過信號輸入單元與虛擬現(xiàn)實接駁器連接，中央處理模塊的輸入端與后端主板和信息庫連接，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多顯示屏處理設備。
[0017]第二步，構建系統(tǒng)軟件環(huán)境。軟件編寫包括上位機和下位機軟件的編寫。軟件系統(tǒng)包括數(shù)據庫、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)?？刂葡到y(tǒng)，負責仿真驗證平臺內所有可控單元的人為信號控制，數(shù)據庫，負責本仿真驗證平臺內所用元素的存儲，地形匹配系統(tǒng)負責仿真驗證平臺所驗證物體所處地形應與現(xiàn)實相匹配，生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)負責仿真驗證平臺所驗證物體所處自然環(huán)境的生成，天氣系統(tǒng)控制仿真驗證平臺所驗證物體所處天氣情況，建模系統(tǒng)負責仿真驗證平臺所所有物體的建立，粒子系統(tǒng)負責仿真驗證平臺所驗證物體所處環(huán)境的其他可運動單元的設定，邏輯系統(tǒng)負責仿真驗證平臺內所有物理特征的運算，圖形顯示系統(tǒng)負責仿真驗證平臺最終輸出圖像顯示。
[0018]第三步，開展系統(tǒng)仿真試驗。本發(fā)明可安裝于飛機地面模擬平臺，也可作為單獨試驗平臺進行試驗，硬件系統(tǒng)安裝時可將系統(tǒng)前端安裝于操作平臺，與系統(tǒng)后端通過電纜傳輸信號即可。當硬件系統(tǒng)接通后，具有導光操作控制面板、操作桿、油門桿和虛擬現(xiàn)實接駁器作為輸入信號，顯示屏與聲源發(fā)生器作為輸出終端。
[0019]使用本發(fā)明進行試驗時，確認硬件系統(tǒng)安裝調試完成后，顯示器自動進入系統(tǒng)試驗界面。此時，通過虛擬現(xiàn)實接駁器選擇試驗驗證用飛機的飛行參數(shù)，A類已有飛行參數(shù)，包含:飛機型號、調整狀態(tài)參數(shù)(完好、警戒、受損)、調整物理參數(shù)(重心調整、姿態(tài)調整、襟翼調整