本發(fā)明屬于航空飛行訓(xùn)練，具體是指基于航空飛行訓(xùn)練器環(huán)境仿真模擬系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、飛行模擬器從廣義上來(lái)說，就是用來(lái)模擬飛行器飛行的機(jī)器。如模擬飛機(jī)、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、宇宙飛船等飛行的裝置，都可稱之為飛行模擬器，它是能夠復(fù)現(xiàn)飛行器及空中環(huán)境并能夠進(jìn)行操作的模擬裝置，從狹義上來(lái)說，就是用來(lái)模擬飛行器飛行且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜功能比較齊全的裝置，如果其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單且功能較少的飛行模擬裝置，則稱為飛行訓(xùn)練器。

2、雖然在應(yīng)用現(xiàn)有飛行模擬系統(tǒng)時(shí)，可以看到一個(gè)比較大的視景，但是由于在顯示設(shè)備上輸入的信息為固定視景信息，無(wú)法模擬實(shí)際飛行過程中不同的環(huán)境，導(dǎo)致訓(xùn)練效果較差，且無(wú)法鍛煉飛行員在復(fù)雜環(huán)境的處理能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了基于航空飛行訓(xùn)練器環(huán)境仿真模擬系統(tǒng)，有效解決了目前市場(chǎng)上現(xiàn)有飛行模擬系統(tǒng)可以看到一個(gè)比較大的視景，但是由于在顯示設(shè)備上輸入的信息為固定視景信息，無(wú)法模擬實(shí)際飛行過程中不同的環(huán)境，導(dǎo)致訓(xùn)練效果較差，且無(wú)法鍛煉飛行員在復(fù)雜環(huán)境的處理能力的問題。

2、本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：本發(fā)明提出了基于航空飛行訓(xùn)練器環(huán)境仿真模擬系統(tǒng)，包括：

3、s1、處理器模塊：用于接收各組件所傳遞的信息，并根據(jù)所接收到的信息進(jìn)行計(jì)算；

4、s2、總控制中心：用于接收處理器模塊計(jì)算后所傳輸?shù)男盘?hào)，并根據(jù)信號(hào)對(duì)指定設(shè)備進(jìn)行控制；

5、s3、環(huán)繞顯示屏模塊：由多塊屏幕和信號(hào)接收器組合而成，并在顯示屏上模擬氣象云圖以及雷達(dá)畫面，且環(huán)繞顯示屏上的內(nèi)容可根據(jù)設(shè)定進(jìn)行實(shí)時(shí)變化；

6、s4、環(huán)境模擬模塊：環(huán)境模擬模塊包括音響組件、雨水噴淋器、烘干風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)；

7、s5、飛行模擬模塊：包括飛行模擬座艙和六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，內(nèi)置飛行控制數(shù)據(jù)接口和機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真驅(qū)動(dòng)模塊；

8、s6、特定效果模擬模塊：支持火焰、煙霧、噴氣尾跡等特殊動(dòng)畫效果的模擬，并允許用戶定制特殊動(dòng)畫效果，同時(shí)可以將動(dòng)畫效果傳輸至環(huán)繞顯示屏模塊；

9、s8、場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)模塊：內(nèi)置全球地景數(shù)據(jù)庫(kù)，包含真實(shí)的數(shù)字高程數(shù)據(jù)和衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)高度逼真的地形地貌模擬。

10、進(jìn)一步地，所述處理器模塊選用單片機(jī)atmega128。

11、進(jìn)一步地，所述環(huán)境模擬模塊還可以構(gòu)建包含日地光照、虛擬大氣層、天氣系統(tǒng)等的數(shù)字地球系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)陰、晴、雨、雪等氣象環(huán)境的模擬，所述計(jì)算日地光照的公式為e＝i·cos(θ)，其中e是地表接收到的太陽(yáng)輻射能量，i是太陽(yáng)常數(shù)，θ是太陽(yáng)光線與地表的入射角。

12、進(jìn)一步地，所述虛擬大氣層模型為其中p是高度h處的大氣壓強(qiáng)，所述p0是海平面的大氣壓強(qiáng)，所述h0是尺度高度，所述天氣系統(tǒng)模擬的公式為其中v是風(fēng)速，v0是無(wú)風(fēng)阻力下的速度，c是風(fēng)的初始速度，vcsc是逃逸速度。

13、進(jìn)一步地，所述飛行模擬座艙包括有通話模塊、儀表組件和操控組件，用來(lái)模擬不同環(huán)境的情況下飛行時(shí)的真實(shí)情況，所述操控組件通過力反饋系統(tǒng)來(lái)模擬，公式為f＝k·δx，其中f是駕駛桿施加的力，k是反饋系數(shù)，δx是駕駛桿的位移。

14、進(jìn)一步地，所述環(huán)繞顯示屏模塊中的顯示屏選用球面屏幕，采用多通道投影顯示系統(tǒng)和圖像融合校正系統(tǒng)，提供沉浸式視景顯示，所述圖像融合的公式為

15、i融合(x,y)＝f(i1(x,y),i2(x,y))

16、，其中i融合是融合后的圖像，i1和i2是兩個(gè)重疊圖像，f是融合函數(shù)，用于平滑重疊區(qū)域的過渡。

17、進(jìn)一步地，所述場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)模塊內(nèi)所存儲(chǔ)的地景數(shù)據(jù)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，確保地景環(huán)境真實(shí)，保證訓(xùn)練效果。

18、進(jìn)一步地，所述環(huán)繞顯示屏模塊、環(huán)境模擬模塊、飛行模擬模塊和特定效果模擬模塊中均設(shè)置有控制器、信號(hào)發(fā)射器以及信號(hào)接收器，所述控制器以及信號(hào)接收器與環(huán)繞顯示屏模塊、環(huán)境模擬模塊、飛行模擬模塊以及特定效果模擬模塊之間均為電性連接。

19、進(jìn)一步地，所述總控制中心設(shè)置有信號(hào)發(fā)射器以及信號(hào)接收器，所述總控制中心所設(shè)置的信號(hào)接收器用于接收處理模塊所傳輸?shù)男盘?hào)，所述總控制中心的信號(hào)發(fā)射器用于向環(huán)繞顯示屏模塊、環(huán)境模擬模塊、飛行模擬模塊和特定效果模擬模塊上的信號(hào)接收器發(fā)送信號(hào)，并控制環(huán)繞顯示屏模塊、環(huán)境模擬模塊、飛行模擬模塊和特定效果模擬模塊。

20、進(jìn)一步地，所述處理器模塊上同樣設(shè)置有信號(hào)發(fā)射器以及信號(hào)接收器，所述處理器模塊上的信號(hào)接收器用于接收其余各模塊所發(fā)送的信號(hào)，所述處理器模塊上的信號(hào)發(fā)送器將計(jì)算結(jié)果傳輸?shù)娇偪刂浦行摹?/p>

21、采用上述結(jié)構(gòu)本發(fā)明取得的有益效果如下：通過環(huán)繞顯示屏模塊和場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)模塊系統(tǒng)可以提供高度逼真的地形地貌模擬，包括數(shù)字高程數(shù)據(jù)和衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，增強(qiáng)訓(xùn)練的真實(shí)感，環(huán)境模擬模塊能夠模擬陰、晴、雨、雪等多種氣象條件，幫助飛行員適應(yīng)不同的飛行環(huán)境，環(huán)繞顯示屏模塊采用球面屏幕和多通道投影顯示系統(tǒng)，配合圖像融合校正系統(tǒng)，為飛行員提供沉浸式視景顯示，特定效果模擬模塊支持用戶定制特殊動(dòng)畫效果，如火焰、煙霧、噴氣尾跡等，增加了訓(xùn)練的多樣性和針對(duì)性。

1.基于航空飛行訓(xùn)練器環(huán)境仿真模擬系統(tǒng)，其特征在于：包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于航空飛行訓(xùn)練器環(huán)境仿真模擬系統(tǒng)，其特征在于：所述處理器模塊選用單片機(jī)atmega128。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于航空飛行訓(xùn)練器環(huán)境仿真模擬系統(tǒng)，其特征在于：所述環(huán)境模擬模塊還可以構(gòu)建包含日地光照、虛擬大氣層、天氣系統(tǒng)等的數(shù)字地球系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)陰、晴、雨、雪等氣象環(huán)境的模擬，所述計(jì)算日地光照的公式為e＝i·cos(θ)，其中e是地表接收到的太陽(yáng)輻射能量，i是太陽(yáng)常數(shù)，θ是太陽(yáng)光線與地表的入射角。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于航空飛行訓(xùn)練器環(huán)境仿真模擬系統(tǒng)，其特征在于：所述虛擬大氣層模型為其中p是高度h處的大氣壓強(qiáng)，所述p0是海平面的大氣壓強(qiáng)，所述h0是尺度高度，所述天氣系統(tǒng)模擬的公式為其中v是風(fēng)速，v0是無(wú)風(fēng)阻力下的速度，c是風(fēng)的初始速度，vcsc是逃逸速度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于航空飛行訓(xùn)練器環(huán)境仿真模擬系統(tǒng)，其特征在于：所述飛行模擬座艙包括有通話模塊、儀表組件和操控組件，用來(lái)模擬不同環(huán)境的情況下飛行時(shí)的真實(shí)情況，所述操控組件通過力反饋系統(tǒng)來(lái)模擬，公式為f＝k·δx，其中f是駕駛桿施加的力，k是反饋系數(shù)，δx是駕駛桿的位移。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于航空飛行訓(xùn)練器環(huán)境仿真模擬系統(tǒng)，其特征在于：所述環(huán)繞顯示屏模塊中的顯示屏選用球面屏幕，采用多通道投影顯示系統(tǒng)和圖像融合校正系統(tǒng)，提供沉浸式視景顯示，所述圖像融合的公式為

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于航空飛行訓(xùn)練器環(huán)境仿真模擬系統(tǒng)，其特征在于：所述場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)模塊內(nèi)所存儲(chǔ)的地景數(shù)據(jù)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，確保地景環(huán)境真實(shí)，保證訓(xùn)練效果。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于航空飛行訓(xùn)練器環(huán)境仿真模擬系統(tǒng)，其特征在于：所述環(huán)繞顯示屏模塊、環(huán)境模擬模塊、飛行模擬模塊和特定效果模擬模塊中均設(shè)置有控制器、信號(hào)發(fā)射器以及信號(hào)接收器，所述控制器以及信號(hào)接收器與環(huán)繞顯示屏模塊、環(huán)境模擬模塊、飛行模擬模塊以及特定效果模擬模塊之間均為電性連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于航空飛行訓(xùn)練器環(huán)境仿真模擬系統(tǒng)，其特征在于：所述總控制中心設(shè)置有信號(hào)發(fā)射器以及信號(hào)接收器，所述總控制中心所設(shè)置的信號(hào)接收器用于接收處理模塊所傳輸?shù)男盘?hào)，所述總控制中心的信號(hào)發(fā)射器用于向環(huán)繞顯示屏模塊、環(huán)境模擬模塊、飛行模擬模塊和特定效果模擬模塊上的信號(hào)接收器發(fā)送信號(hào)，并控制環(huán)繞顯示屏模塊、環(huán)境模擬模塊、飛行模擬模塊和特定效果模擬模塊。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于航空飛行訓(xùn)練器環(huán)境仿真模擬系統(tǒng)，其特征在于：所述處理器模塊上同樣設(shè)置有信號(hào)發(fā)射器以及信號(hào)接收器，所述處理器模塊上的信號(hào)接收器用于接收其余各模塊所發(fā)送的信號(hào)，所述處理器模塊上的信號(hào)發(fā)送器將計(jì)算結(jié)果傳輸?shù)娇偪刂浦行摹?/p>
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了基于航空飛行訓(xùn)練器環(huán)境仿真模擬系統(tǒng)，屬于航空飛行訓(xùn)練技術(shù)領(lǐng)域，包括處理器模塊；總控制中心；環(huán)繞顯示屏模塊；環(huán)境模擬模塊；飛行模擬模塊；特定效果模擬模塊；場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)模塊。本發(fā)明通過環(huán)繞顯示屏模塊和場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)模塊系統(tǒng)可以提供高度逼真的地形地貌模擬，包括數(shù)字高程數(shù)據(jù)和衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，增強(qiáng)訓(xùn)練的真實(shí)感，環(huán)境模擬模塊能夠模擬陰、晴、雨、雪等多種氣象條件，幫助飛行員適應(yīng)不同的飛行環(huán)境，環(huán)繞顯示屏模塊采用球面屏幕和多通道投影顯示系統(tǒng)，配合圖像融合校正系統(tǒng)，為飛行員提供沉浸式視景顯示，特定效果模擬模塊支持用戶定制特殊動(dòng)畫效果，如火焰、煙霧、噴氣尾跡等，增加了訓(xùn)練的多樣性和針對(duì)性。

技術(shù)研發(fā)人員：王露國(guó),楊繼軍,甘雨池,閔棚
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川知周科技有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10