一种飞行驾驶模拟器系统及模拟方法技术方案

一种飞行驾驶模拟器系统及模拟方法，系统由虚拟座舱子系统、检测训练子系统以及电传控制子系统组成；虚拟座舱子系统包括围绕在驾驶座椅四周的左舱操纵控制面板、中舱仪表面板以及右舱操纵控制面板；左舱操纵控制面板上搭载电传控制子系统，电传控制子系统包括操纵杆及多种虚拟传感器，右舱操纵控制面板上搭载检测训练子系统；中舱仪表面板向左舱操纵控制面板和右舱操纵控制面板发送指令并进行显示，检测训练子系统与电传控制子系统之间实现参数的调整与检测以及故障的排查，且故障信息通过中舱仪表面板显示。模拟方法包括为各个控件设置属性，并分别编写行为代码，实现所有的基本功能，能够保证系统功能的可扩展性和代码的可复用性。

【技术实现步骤摘要】
一种飞行驾驶模拟器系统及模拟方法
本专利技术涉及飞行训练模拟领域，具体涉及一种飞行驾驶模拟器系统及模拟方法。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，越来越多的高精尖技术运用于当代的军用飞机之中，这就需要飞行员必须具备娴熟且精湛的驾驶技术，才能出色的完成各项操作任务。众所周知，在真实的飞机驾驶舱内训练飞行员，需要耗费大量的物资，而且所需的空域场地不能随意安排，更为关键的是在真实飞机上难以模拟一些特殊的突发状况，基于这不利因素，采用地面模拟器来训练飞行员成为一种经济有效且安全的方式。目前大多数传统飞行模拟软件的仿真度都比较低，功能模块不够完整，如今飞行驾驶舱内的功能模块十分繁杂，模块中的逻辑比较复杂，同时模块之间又相互影响，具有较强的耦合性，传统的飞行器模拟器软件已经不能完成飞行训练日益增长的需求。同时传统的飞行模拟器面向对象过于泛化，而目前飞行器种类多样，有不少飞行器驾驶舱具有特殊的功能模块，比如夜间灯等，如何针对特殊的飞行器设计特殊的飞行驾驶软件，这对飞行模拟软件的扩展性或者说可复用度有着较高的要求。飞机模拟的仿真度要求日益增高，为了增加飞行模拟的真实感，需采用半物理的方法，即添加实物的驾驶杆和油门杆，传统的软件方式已经不能够满足要求，且由于异地操作的需要，如电传设备软件要外接到飞机上，同时该软件要把采集到的数据返给数公里外的飞行模拟软件上，这样必然对系统的通信功能有着很高的要求。现有的飞行训练模拟器一般是用于部队训练，训练成果的成绩考核是非常重要的一项。传统的方式一般是教练员观看学员训练并给出成绩，费时费力的同时可能还会出现误差，不能准确评价成绩。所以当下需要对飞行模拟软件添加一种成绩评价的模块，同时该模块还能对操作错误的地方进行提示，实现完全的自动化成绩考核和校正。传统的飞行模拟软件在设计上功能单一，每个功能模块相互独立、没有联系，不能完成比较复杂的操作，现在的飞行模拟复杂度非常高，操作流程多，有时完成一个飞行操作需要几十步操作，需设计多个驾驶舱单元模块，这就要求驾驶舱各个单元模块必须能够相互通信，同时由于耦合度提高，必须设计一个可靠的主程序保证流程准确运行，同时还需多线程技术保证并发地完成多个功能模块的通信，使流程能够顺利地运行，提高程序的健壮性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种飞行驾驶模拟器系统及模拟方法，该系统能够提高复杂操作的协同性，降低操作难度，功能完善，仿真度高，适于训练。为了实现上述目的，本专利技术飞行驾驶模拟器系统由虚拟座舱子系统、检测训练子系统以及电传控制子系统组成；虚拟座舱子系统包括围绕在驾驶座椅四周的左舱操纵控制面板、中舱仪表面板以及右舱操纵控制面板；左舱操纵控制面板上搭载电传控制子系统，电传控制子系统包括操纵杆以及多种虚拟传感器，右舱操纵控制面板上搭载检测训练子系统；中舱仪表面板向左舱操纵控制面板和右舱操纵控制面板发送指令并进行显示，检测训练子系统与电传控制子系统之间实现参数的调整与检测以及故障的排查，且故障信息通过中舱仪表面板显示。左舱操纵控制面板、中舱仪表面板、右舱操纵控制面板分别连接主机，主机间通过局域网连接。电传控制子系统的虚拟传感器包括转台、双轴传感器、动静压给定器及电传计算机。本专利技术飞行驾驶模拟器模拟方法，包括以下步骤：a.以真实座舱为模板完成虚拟座舱的图形建模；b.设计图形界面，截取出所需的图片纹理，建立控制面板模型；c.为各个控件设置属性，并编写行为代码，实现所有的基本功能；d.座舱中每个面板的界面设计和功能实现后，将其分别生成为独立的动态链接库文件；e.利用每个面板的功能信息和位置信息为各自的动态链接库文件命名并加载整合；f.添加函数实现动态链接库文件之间控制参数的传递；g.为模拟器系统各个元件之间的控制与响应编写逻辑关系代码；h.整体编译并进行保存及执行。所述的步骤a通过3Dmax软件按照真实座舱图片绘制出虚拟座舱的三维图形；步骤b通过picpick软件截取出所需的图片纹理，并在GLStudio软件中建立控制面板模型。步骤d中对生成为独立的动态链接库文件采用组件调用的形式嵌入到主面板上完成仿真。所述步骤e中将动态链接库文件插入到GLStudio编辑器中完成加载，生成代码后编辑运行使各个功能正常执行。所述的步骤f中通过GLStudio软件中的Resource()函数对动态链接库文件进行读写操作。与现有技术相比，本专利技术飞行驾驶模拟器系统具有如下的有益效果：为了保证足够的环境仿真度，采用半物理的方式，加载了真实的硬件系统，采用操纵杆以及触摸屏，操纵杆包括驾驶杆和油门杆，驾驶杆1比1仿真A-10C飞机摇杆外形，具有真实的杆力以及触发按钮，能够实现前后推拉以及左右倾斜。该系统由虚拟座舱子系统、检测训练子系统以及电传控制子系统组成，三个部分之间协同操作，提高了内容完成度，不仅仅包含飞机的操作部分，还包含飞机的功能检测部分。虚拟座舱子系统能够实现人机交互功能，操纵控制面板上的控件或模块通过后台程序会返回相应的数值，在仪表面板上显示相应的变化，并通过网络通信将虚拟座舱产生的仿真数据在仿真机之间传输，实现了仿真机之间的实时通讯，通过接收网络输入指令，判断飞行仿真系统的工作状态，从而控制仿真界面的显示。电传控制子系统提供了电位计来反应飞机系统设备的运转情况，如果发生故障，会产生相应的报警信号，从而产生相应的故障处理动作，电位计信息返回给虚拟座舱子系统和检测训练子系统，使得虚拟座舱的仪表和告警灯得到正确的显示，然后自检测系统也能够知道各部件的状态信息。检测训练子系统设计了虚拟检测训练面板，训练过程中设有相应的操作卡，飞行员根据操作卡中的内容完成相应步骤，检测训练面板同时能够测量电传控制子系统以及虚拟座舱子系统的反馈信号，显示其他系统的工作状态，实现实体检查仪的所有功能。进一步的，本专利技术左舱操纵控制面板、中舱仪表面板以及右舱操纵控制面板分别连接不同的主机，主机之间通过局域网连接，采用UDP/IP方式通信能够实现模块之间的异地分布，提高系统针对特殊环境的可用性，网络通信的实时性、可靠性和可扩展性较好。与现有技术相比，本专利技术飞行驾驶模拟器的模拟方法为各个控件设置属性，并分别编写行为代码，实现所有的基本功能，形成各个功能的模块类，这样就能够保证系统功能的可扩展性和代码的可复用性。座舱中每个面板的界面设计和功能实现后，将其分别生成为独立的动态链接库文件在模拟器后期的联合调试和完善过程中，如果需要对某个面板的功能进行修改和补充，只需要修改该虚拟面板的程序代码即可，不会干涉到其他面板功能的正常进行。本专利技术方法能够提高复杂操作的协同性，降低操作难度，功能完善，仿真度高，适于训练。进一步的，本专利技术模拟方法采用3Dmax软件进行图片素材的绘制，界面设计人性化，拥有可堆叠的建模步骤，使得模型制作更加弹性，同时具有渲染的功能，从而使驾驶舱模拟器在视觉上更加真实，方便飞行学员进行学习。通过GLStudio软件建立控制面板模型，将虚拟座舱子系统的每个部分模块化，添加函数来设定模块的功能属性，便于维护和故障排查。附图说明图1本专利技术模拟器系统的整体结构模块图；图2本专利技术模拟器系统的数据传输框图；图3飞行驾驶模拟器虚拟座舱示意图；图4驾驶杆数据获取流程图；图5UDP通信流程图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞行驾驶模拟器系统，其特征在于：由虚拟座舱子系统(1)、检测训练子系统(2)以及电传控制子系统(3)组成；虚拟座舱子系统(1)包括围绕在驾驶座椅四周的左舱操纵控制面板(4)、中舱仪表面板(5)以及右舱操纵控制面板(6)；左舱操纵控制面板(4)上搭载电传控制子系统(3)，电传控制子系统(3)包括操纵杆以及多种虚拟传感器，右舱操纵控制面板(6)上搭载检测训练子系统(2)；中舱仪表面板(5)向左舱操纵控制面板(4)和右舱操纵控制面板(6)发送指令并进行显示，检测训练子系统(2)与电传控制子系统(3)之间实现参数的调整与检测以及故障的排查，且故障信息通过中舱仪表面板(5)显示。

【技术特征摘要】
1.一种飞行驾驶模拟器系统，其特征在于：由虚拟座舱子系统(1)、检测训练子系统(2)以及电传控制子系统(3)组成；虚拟座舱子系统(1)包括围绕在驾驶座椅四周的左舱操纵控制面板(4)、中舱仪表面板(5)以及右舱操纵控制面板(6)；左舱操纵控制面板(4)上搭载电传控制子系统(3)，电传控制子系统(3)包括操纵杆以及多种虚拟传感器，右舱操纵控制面板(6)上搭载检测训练子系统(2)；中舱仪表面板(5)向左舱操纵控制面板(4)和右舱操纵控制面板(6)发送指令并进行显示，检测训练子系统(2)与电传控制子系统(3)之间实现参数的调整与检测以及故障的排查，且故障信息通过中舱仪表面板(5)显示。2.根据权利要求1所述的飞行驾驶模拟器系统，其特征在于：左舱操纵控制面板(4)、中舱仪表面板(5)以及右舱操纵控制面板(6)分别连接主机，主机之间通过局域网连接。3.根据权利要求1所述的飞行驾驶模拟器系统，其特征在于：所述电传控制子系统(3)的虚拟传感器包括转台、双轴传感器、动静压给定器以及电传计算机。4.一种飞行驾驶模拟器模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：a.以真实座舱为模板完成虚拟座舱的图形建模；b.设计图形界面，截取出所需的图片纹理，建立控制面板模...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂可欣，赵广社，荣海军，史椸，高磊，孙伟，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61