本實(shí)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(jī)的人機(jī)交互系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)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(jī)本體仿真可以根據(jù)需求進(jìn)行半實(shí)物仿真，也可以進(jìn)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(diǎn)是視界大，效果更加逼真，缺點(diǎn)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?yàn)楣饩€要求還要建設(shè)單獨(dú)的視景間。并且投影式視景系統(tǒng)需要控制的計(jì)算機(jī)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(hù)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(diǎn)，但和坐在真實(shí)座艙的感受差別較大，無法為人機(jī)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(jì)算機(jī)的各種板卡進(jìn)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(kuò)展方面需要很大的成本投入。

技術(shù)實(shí)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(shí)用新型提供了一種基于仿真飛機(jī)的人機(jī)交互系統(tǒng)，包括仿真座艙、飛行模擬計(jì)算機(jī)、視景顯示計(jì)算機(jī)、視景顯示器和顯控仿真計(jì)算機(jī)。

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(xùn)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(jìn)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(jì)算機(jī)，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(kuò)充；

飛行模擬計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)和顯控仿真計(jì)算機(jī)；

視景顯示計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(jì)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(jì)算機(jī)與仿真座艙、視景顯示計(jì)算機(jī)、顯控仿真計(jì)算機(jī)之間均使用網(wǎng)線連接，視景顯示計(jì)算機(jī)與視景顯示器之間、仿真座艙與顯控仿真計(jì)算機(jī)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(shí)調(diào)節(jié)其位置。

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

本實(shí)用新型提供的一種基于仿真飛機(jī)的人機(jī)交互系統(tǒng)，分別采用三臺計(jì)算機(jī)進(jìn)行視景顯示、飛行模擬、多功能顯示器仿真，可維護(hù)性較高；其視景顯示器采用大型顯示器進(jìn)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(kuò)展能力，實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性較好。

附圖說明

圖1是人機(jī)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(biāo)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(jì)算機(jī)2，視景顯示計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)5。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)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(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對本實(shí)用新型的限制?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，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(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

在本實(shí)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(shí)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(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。

下面通過具體的實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

具體實(shí)施例：

如圖1所示，本實(shí)用新型提供的一種基于仿真飛機(jī)的人機(jī)交互系統(tǒng)，包括仿真座艙1、飛行模擬計(jì)算機(jī)2、視景顯示計(jì)算機(jī)3、視景顯示器4和顯控仿真計(jì)算機(jī)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(jī)狀態(tài)參數(shù)；

本實(shí)施例中多功能顯示器11為一個(gè)可同時(shí)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(jī)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(xùn)練人員的操作信號，采集控制模塊13通過網(wǎng)線實(shí)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)2。

飛行模擬計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)3和顯控仿真計(jì)算機(jī)5；

視景顯示計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)3優(yōu)選采用單機(jī)多通道圖形計(jì)算機(jī)。

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(jìn)行拼接，以擴(kuò)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(gè)整體可移動基座上，以便于根據(jù)眼點(diǎn)位置進(jìn)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(diǎn)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(xùn)練人員眼點(diǎn)為中心，使視景顯示器4的中心與模擬座艙使用者的眼點(diǎn)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(diǎn)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(jì)算機(jī)5通過視頻線與仿真座艙1的采集控制模塊13連接，進(jìn)而與多功能顯示器11進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，顯控仿真計(jì)算機(jī)5用于多功能顯示器11的數(shù)據(jù)仿真計(jì)算，顯控仿真計(jì)算機(jī)5優(yōu)選采用DELL的T5500型計(jì)算機(jī)。

如圖4所示，飛行訓(xùn)練人員在仿真機(jī)艙1內(nèi)，正面面對視景顯示器4，當(dāng)操作控制面板時(shí)，信號經(jīng)過采集控制模塊13、飛行模擬計(jì)算機(jī)2、視景顯示計(jì)算機(jī)3反映到視景顯示器4中，以顯示出相對應(yīng)的飛機(jī)模擬畫面，同時(shí)所述信號在飛行模擬計(jì)算機(jī)2處還被傳輸?shù)斤@控仿真計(jì)算機(jī)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(jī)狀態(tài)參數(shù)，以此實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)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(shí)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(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。