一种基于混合现实的飞行模拟器制造技术

本发明专利技术涉及飞行模拟器技术领域，公开了一种基于混合现实的飞行模拟器，本发明专利技术中包括飞行模拟器本体、混合现实头盔、驾驶舱座椅、底座和驾驶舱壳体，底座的上表面中部开设有滑轨，驾驶舱座椅通过下表面设置的滑轮与滑轨的内表面滑动连接，驾驶舱壳体的上表面固定连接有驾驶舱仪表遮光板，驾驶舱仪表遮光板靠近滑轨的两侧上表面设置有开关控制面板和操纵杆，驾驶舱仪表遮光板靠近滑轨的一端上表面安装有仪表面板，混合现实头盔的外表面前端设置有摄像头；通过在VR虚拟环境中在所需要的位置显示实景画面，以达到可实现全向视野的虚拟环境中同时可以看到实体驾驶舱内部以及驾驶员的操作，解决在飞行模拟器中使用投影环幕无法满足全向视野的问题。全向视野的问题。全向视野的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于混合现实的飞行模拟器


[0001]本专利技术属于飞行模拟器
，具体为一种基于混合现实的飞行模拟器。

技术介绍

[0002]随着航空产业的发展，航空技术的进步，飞机的性能越来越优越，对于一个飞行员的培养愈发显得至关重要。而如何降低培养飞行员的成本，同时又能达到更佳的效果，成为了世界各国都在迫切解决的难题。
[0003]飞行模拟器的诞生在很大程度上降低了飞行员训练的成本。通过飞行模拟器的训练，既能模拟现实中很难遇到的特殊险情，降低人员训练风险，又能降低运行成本。
[0004]目前主流的飞行模拟器的视景显示主要是通过投影机将画面投射到环幕或球幕上。虽然经过了多年的实用，技术也较为成熟，但其缺点也是显而易见的。首先就是清晰度低，和显示器相比，投影配合幕布的清晰度要低很多，这和现实中飞行的视觉反差是极为明显的。其次是在投影和幕布作为视景显示时，目标的远近主要是靠图像的放大和缩小实现的，缺乏视觉上的景深感，这在编队飞行时是尤为明显的。最后是成本高，要达到满意的视场角，至少需要三个投影，如果是战斗机可能需要球幕，则需要更多的投影设备，而一台投影设备的成本即几万至几十万不等，而且投影设备的灯泡又属于易耗品，寿命较短维护成本高，而即使用了球幕加多投影，其视场角恐怕也难以满足战斗机训练的需求。
[0005]为此，现在部分国家空军及我国空军部分部队逐渐开始使用VR设备作为飞行模拟器的显示设备；用VR头戴显示设备作为视景显示其最大的优点就是全方位360
°
无死角的视场范围，其清晰度相当于显示器，是投影无法比拟的，同时VR又自带3D效果，即对物体的远近并非将图像放大或缩小，而是具有景深效果的。另外，VR显示系统占用空间小，设备少，维护相对简单；然而用VR设备作为显示系统其最大的弊端就是无法看到现实环境，影响最大的问题就是驾驶员带上VR显示设备后看不见自己的手，导致无法在训练时精准的操纵驾驶舱内的控制面板上的开关按钮，在训练操作时会遇到很大困难。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于：为了解决在飞行模拟器中使用投影环幕无法满足全向视野的问题，本申请提供一种基于混合现实的飞行模拟器。
[0007]本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种基于混合现实的飞行模拟器，包括飞行模拟器本体和混合现实头盔，所述飞行模拟器本体包括有驾驶舱座椅和底座，所述底座的上表面固定连接有驾驶舱壳体，所述底座的上表面中部开设有滑轨，所述驾驶舱座椅通过下表面设置的滑轮与所述滑轨的内表面滑动连接，所述驾驶舱壳体的上表面固定连接有驾驶舱仪表遮光板，所述驾驶舱仪表遮光板靠近所述滑轨的两侧上表面设置有开关控制面板和操纵杆，所述驾驶舱仪表遮光板靠近所述滑轨的一端上表面安装有仪表面板，所述混合现实头盔的外表面前端设置有摄像头。
[0009]在一优选的专利技术方式中，所述飞行模拟器本体内部的飞行仿真软件采用洛克希德马丁公司的prepar3d作为平台。
[0010]在一优选的专利技术方式中，所述仪表面板内部的模拟仪表程序采用GLstudio软件构建模拟器的仪表显示内容，且所述仪表面板的输入端通过UDP接口与所述prepar3d相连接。
[0011]在一优选的专利技术方式中，所述飞行模拟器本体的整体结构以最先进的第五代战斗机主流驾驶舱布局为参考。
[0012]在一优选的专利技术方式中，创建步骤如下：
[0013]S1.将所有硬件设备连接好，通过steamVR的设置选项开启所述混合现实头盔的前置的所述摄像头。
[0014]S2.打开prepar3d，进入主程序。
[0015]S3.打开工具栏virtual reality选项卡，选择enable virtual reality，选择steamVR选项此时主程序进入VR模式，打开工具栏virtual reality选项卡，选择protal sets选项，选择Eye view选项，此选项为打开需要透视的区域。
[0016]S4.打开工具栏virtual reality选项卡，选择passthrough cameras选项，选择openVR camera，此时打开所述混合现实头盔上的所述摄像头，并将前置所述摄像头拍摄到的画面显示在S4中打开的区域中。
[0017]S5.通过打开工具栏virtual reality选项卡中的VR settings选项。选择Eye View选项，打开Portal1，对相关参数进行相应设置，调整实景显示区域的位置、尺寸、角度等。同时可以创建多个实景显示区域窗口，以切合实际需要显示区域。
[0018]S6.将所有参数调整好后，需要对虚拟驾驶舱进行调整方案选择，方案如下：
[0019]1.在prepar3d中选择不显示虚拟驾驶舱，可通过鼠标右键选择cockpit选项，选择不显示虚拟座舱。
[0020]2.将实体驾驶舱的数模导入进prepar3d程序中作为虚拟驾驶舱显示，方法为：首先在3dmax中安装prepar3d sdk中的插件，用3dmax导入catia建的数模，将模型导出为*.x文件，再使用SDK中的xtomdl工具将*.x文件转为*.mdl格式文件，并将其导入进prepar3d程序中的相应型号飞机中的model文件夹内。
[0021]S7.全部调整好后达到在VR显示模式下虚拟环境中的虚拟座舱与实体座舱衔接完全切合的显示效果。
[0022]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0023]本专利技术中，通过steamVR将VR头戴显示设备与飞行模拟软件相连接，并打开VR头戴显示设备的前置摄像头，在飞行模拟软件中添加实景显示区域，用以显示VR头戴显示设备前置摄像头所返回的图像，通过这种方式实现在VR虚拟环境中在所需要的位置显示实景画面，以达到可实现全向视野的虚拟环境中同时可以看到实体驾驶舱内部以及驾驶员的操作。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的立体图；
[0025]图2为本专利技术的俯视图；
[0026]图3为本专利技术中混合现实头盔的侧视图；
[0027]图4为本专利技术的侧视图；
[0028]图5为本专利技术的总体构架图。
[0029]图中标记：1
‑
飞行模拟器本体、2
‑
混合现实头盔、3
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驾驶舱仪表遮光板、4
‑
驾驶舱座椅、5
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滑轨、6
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开关控制面板、7
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操纵杆、8
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仪表面板、9
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驾驶舱壳体、10
‑
摄像头、11
‑
底座。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于混合现实的飞行模拟器，包括飞行模拟器本体(1)和混合现实头盔(2)，其特征在于：所述飞行模拟器本体(1)包括有驾驶舱座椅(4)和底座(11)，所述底座(11)的上表面固定连接有驾驶舱壳体(9)，所述底座(11)的上表面中部开设有滑轨(5)，所述驾驶舱座椅(4)通过下表面设置的滑轮与所述滑轨(5)的内表面滑动连接，所述驾驶舱壳体(9)的上表面固定连接有驾驶舱仪表遮光板(3)，所述驾驶舱仪表遮光板(3)靠近所述滑轨(5)的两侧上表面设置有开关控制面板(6)和操纵杆(7)，所述驾驶舱仪表遮光板(3)靠近所述滑轨(5)的一端上表面安装有仪表面板(8)，所述混合现实头盔(2)的外表面前端设置有摄像头(10)。2.如权利要求1所述的一种基于混合现实的飞行模拟器，其特征在于：所述飞行模拟器本体(1)内部的飞行仿真软件采用洛克希德马丁公司的prepar3d作为平台。3.如权利要求1所述的一种基于混合现实的飞行模拟器，其特征在于：所述仪表面板(8)内部的模拟仪表程序采用GLstudio软件构建模拟器的仪表显示内容，且所述仪表面板(8)的输入端通过UDP接口与所述prepar3d相连接。4.如权利要求1所述的一种基于混合现实的飞行模拟器，其特征在于：所述飞行模拟器本体(1)的整体结构以最先进的第五代战斗机主流驾驶舱布局为参考。5.如权利要求1所述的一种基于混合现实的飞行模拟器，其特征在于：创建步骤如下：S1.将所有硬件设备连接好，通过steamVR的设置选项开启所述混合现实头盔(2)的前置的所述摄像头(10)；S2.打开prepar3d，进入主程序；S3.打开工具栏v...

【专利技术属性】
技术研发人员：王梁，宋磊，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：