CN110320996A - 交互式计算机模拟站的重新认证 - Google Patents

Abstract

本公开涉及交互式计算机模拟站的重新认证，并提供一种用于按照由权威机构提供的认证规则对交互式计算机模拟站进行重新认证的方法和系统。获得在模拟站的认证时产生的模拟站的基准测试结果。在站中执行模拟时，实时激励有形仪表以产生后续测试结果。将与目标值不符的测试结果标识为偏差参数。对于偏差参数，从基准测试结果获得先前认证的偏差值。计算先前接受的偏差值。计算测试结果值、目标值和基准值之间的质疑偏差值。计算先前接受的偏差值与质疑偏差值之间的Δ偏差值。当Δ偏差值在可接受的偏差范围之内时，将该偏差参数标识为等效参数，并将来自基准测试结果的原始论证与其相关联。

Description

交互式计算机模拟站的重新认证

技术领域

本发明涉及交互式计算机模拟系统，更具体地说，涉及一种用于训练目的的基于交互式计算机的模拟站的认证。

背景技术

交互式计算机模拟系统执行一个或多个交互式计算机模拟。每个交互式计算机模拟包括一个或多个虚拟模拟元素，每个虚拟模拟元素代表一个实际系统(例如多个虚拟飞行器系统，每个虚拟飞行器系统代表一个实际飞行器)。每个交互式计算机模拟提供虚拟环境和各种有形仪表(或控制装置)以允许建立不同的场景，以便训练一个或多个用户(或受训者)使用一个或多个虚拟模拟元素来操作和/或了解相应的一个或多个实际系统。虚拟模拟元素(或模拟元素)在本文中定义为模拟系统，并且还可包括多个模拟动态子系统(或动态子系统)。模拟元素是在交互式计算机模拟所需的程度上模拟实际系统的行为的虚拟版本。相应地，模拟元素的每个模拟动态子系统在交互式计算机模拟所需的范围内是实际系统的实际子系统的行为的虚拟版本。可由一个或多个用户访问的各种有形仪表是实际仪表的复制品，或者以其他方式复现在实际系统中能找到的实际仪表的行为。

举例来说，资格测试指南(QTG)是用于向适当的国家或地区监管权威机构的各级监管部门之一认证新的飞行模拟技术的指南。QTG提供了对飞行模拟器的使用进行资格认证所必需的测试列表。利用QTG的权威机构包括美国的联邦航空管理局(FAA)、巴西的国家民用航空局(ANAC)、欧盟的欧洲航空安全局(EASA)、以及其他国家的同等机构。国际民用航空组织(ICAO)发布了一些国际性的QTG，其中一些QTG是由总部位于伦敦的英国皇家航空学会飞行模拟组领导的国际工作组起草的，英国皇家航空学会飞行模拟组作为国际“可信中间人”。按照由英国皇家航空学会制定并由国际民航组织的“飞行模拟器资格认证标准手册”第二版修订的“国际飞机飞行模拟器资格认证标准”对飞机模拟器进行资格评估是一项复杂且要求极高的技术工作。

对基于计算机的交互式计算机模拟站进行认证不仅在飞机模拟器环境中很关键，而且在其他环境中也很关键，以确保由此提供的训练具有足够的质量(例如与保健相关的模拟器、陆地和海上运输工具模拟器等)。

目前，进行认证所需的测试并随后确定给定区域中的基于计算机的交互式计算机模拟站的行为是否合适需要大量的人力和计算资源。

本发明至少部分地解决了这个问题。

发明内容

本节的目的是简要介绍将在下面的“具体实施例”一节中进一步描述的一些概念。本节不旨在确定所要保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用作确定所要保护的主题的范围的辅助手段。

根据第一方面，本发明涉及一种用于按照由权威机构提供的认证规则对交互式计算机模拟站进行重新认证的方法。当在交互式计算机模拟站的一个或多个有形仪表上提供输入时，交互式计算机模拟站执行交互式计算机模拟，该交互式计算机模拟包括定义交互式计算机模拟环境中的模拟交互对象的动态行为的多个相互关联的参数。所述方法包括获得交互式计算机模拟站的基准测试结果，该基准测试结果是在权威机构对交互式计算机模拟站进行认证时针对每个相互关联的参数产生的。该方法还包括在交互式计算机模拟站中执行交互式计算机模拟时实时地激励一个或多个有形仪表，以便为每个相互关联的参数产生后续测试结果。在产生后续测试结果之后，所述方法包括识别一个或多个偏差参数，这种偏差参数的测试结果值与在认证规则中提供的目标值不符。该方法然后包括：对于每个偏差参数，从该偏差参数的基准测试结果获得与基准值对应的先前认证的偏差值，计算先前认证的偏差值与来自认证规则的目标值之间的先前接受的偏差值，计算测试结果值与来自认证规则的目标值和基准值之间的质疑偏差值，以及计算先前接受的偏差值与质疑偏差值之间的Δ偏差值。当Δ偏差值在可接受的偏差范围之外时，将该偏差参数标识为质疑参数(例如需要对其采取纠正措施或进行新的论证，或者更新原始论证)。当Δ偏差值在可接受的偏差范围内时，将该偏差参数标识为等效参数，并将对来自基准测试结果的先前认证的偏差值的原始论证与该偏差参数相关联。

该方法可选地可包括：在未发现任何质疑参数时向权威机构提交后续测试结果以及任何原始论证，以便对交互式计算机模拟站进行重新认证。

所述方法可选地可包括：当所述偏差参数被标识为质疑参数时，将所述一个或多个有形仪表标识为可能有缺陷的仪表。在该示例中，所述方法还可包括：在对被标识为可能有缺陷的一个或多个有形仪表进行修正之后，实时地重新激励所述一个或多个有形仪表，以便为每个相互关联的参数产生附加测试结果。所述方法然后还可进一步包括：当在产生附加测试结果之后未发现任何质疑参数时，提交附加试验结果以及任何原始论证，以便对交互式计算机模拟站进行重新认证。

在一些实施例中，所述权威机构包括美国的联邦航空管理局(FAA)、巴西的国家民用航空局(ANAC)、欧盟的欧洲航空安全局(EASA)或加拿大交通部中的至少一个。可使用资格测试指南(QTG)方法产生基准测试结果和后续测试结果。所述模拟交互对象可以是模拟飞行器，并且所述多个相互关联的参数包括阻力值、侧力值、升力值、俯仰值、滚转值、偏航值和动力剖面，并且与计算机生成环境相关的多个模拟约束条件包括重力和大气压。

可选地，所述方法还可包括：当对应的测试方法与基准测试结果不相容时，将多个相互关联的参数中的一个或多个直接标识为质疑参数。同样，附加或可替代地，所述方法还可包括：当对应的目标值与基准测试结果不相容时，将多个相互关联的参数中的一个或多个直接标识为质疑参数。

根据第二方面，本发明涉及一种用于按照由权威机构提供的认证规则对交互式计算机模拟站进行重新认证的计算机系统。当在一个或多个有形仪表上提供输入时，该交互式计算机模拟站执行交互式计算机模拟，该交互式计算机模拟包括定义交互式计算机模拟环境中的模拟交互对象的动态行为的多个相互关联的参数。该计算机系统包括一个或多个存储系统和处理器模块。

所述一个或多个存储系统用于存储由权威机构提供的认证规则；以及存储交互式计算机模拟站的基准测试结果，该基准测试结果是在权威机构对交互式计算机模拟站进行认证时针对每个相互关联的参数产生的。所述有形仪表在执行交互式计算机模拟时被实时激励，以便为每个相互关联的参数产生后续测试结果，该后续测试结果存储在所述一个或多个存储系统中；

所述处理器模块标识一个或多个偏差参数，这种偏差参数的测试结果值与认证规则中提供的目标值不符。对于每个偏差参数，所述处理器模块从该偏差参数的基准测试结果获得与基准值对应的先前认证的偏差值，计算先前认证的偏差值与来自认证规则的目标值之间的先前接受的偏差值，计算测试结果值与来自认证规则的目标值和基准值之间的质疑偏差值，以及计算先前接受的偏差值与质疑偏差值之间的Δ偏差值。当Δ偏差值在可接受的偏差范围之外时，所述处理器模块将所述偏差参数标识为质疑参数。当Δ偏差值在可接受的偏差范围内时，所述处理器模块将该偏差参数标识为等效参数，并将对来自基准测试结果的先前认证的偏差值的原始论证与该偏差参数相关联。

在未发现任何质疑参数时，所述处理器模块还可提交后续测试结果以及任何原始论证，以便对交互式计算机模拟站进行重新认证。

在一些实施例中，当所述偏差参数被标识为质疑参数时，将所述一个或多个有形仪表标识为可能有缺陷的仪表。在对被标识为可能有缺陷的一个或多个有形仪表进行修正之后，还可对其实时地重新激励，以便为每个相互关联的参数产生附加测试结果。当在产生附加测试结果之后未发现任何质疑参数时，所述处理器模块还可提交附加试验结果以及任何原始论证，以便对交互式计算机模拟站进行重新认证。

所述权威机构可包括美国的联邦航空管理局(FAA)、巴西的国家民用航空局(ANAC)、欧盟的欧洲航空安全局(EASA)或加拿大交通部中的至少一个。

可使用资格测试指南(QTG)方法产生基准测试结果和后续测试结果。所述模拟交互对象可以是模拟飞行器，并且此时所述多个相互关联的参数可包括阻力值、侧力值、升力值、俯仰值、滚转值、偏航值和动力剖面，并且与计算机生成环境相关的多个模拟约束条件包括重力和大气压。

当对应的测试方法与基准测试结果不相容时，所述处理器模块还可将多个相互关联的参数中的一个或多个直接标识为质疑参数。

当对应的目标值与基准测试结果不相容时，所述处理器模块还可将多个相互关联的参数中的一个或多个直接标识为质疑参数。

附图说明

通过结合附图阅读下文的详细说明，本发明的其他特征和示例性优点将变得明显。

图1是根据本发明的教导的一种示例性模拟计算设备的逻辑模块化示意图；

图2是根据本发明的教导的第一示例性方法的流程图；和

图3是根据本发明的教导的第一示例性方法的流程图。

具体实施方式

在飞机模拟器的背景下完成了各种测试，以将给定的模拟器性能与实际的飞机性能进行比较。模拟器性能必须在规定的允许误差范围内才能认为测试成功并使模拟器认证为可用于训练。最初时(即，在模拟器用作训练设备之前)要进行这样的测试以认证模拟器，后续也需要进行这样的测试，例如确保模拟器的延续性能。最初认证是在最初的一系列测试之后进行的，包括将测试结果与权威机构(例如对于飞机模拟器来说是国际民用航空组织(ICAO))提供的参考目标值(或参考值)进行比较。如今，模拟器的运营商(即，个人或组织)会花费足够的时间(通常是数十小时)来分析测试结果。测试结果与参考值之间的每一个差异都会导致对模拟器采取纠正措施，或者，在相关的情况下都需要运营商进行论证。只有在任何差异都得到完满论证之后，权威机构才会提供模拟器的认证。该认证在一段时间内有效。

为了重新认证(即，在认证期结束时)，运营商需要向权威机构证明模拟器性能仍然符合目标参考值，并达到权威机构的满意。通常还要验证由模拟器的运营商使用的配置控制系统(例如在模拟期间发生的问题的记录、进行或将要进行的更新的记录等)。随后要在模拟器上进行一系列测试，并提供后续测试结果。只有在通过后续测试结果证明模拟器性能仍然符合权威机构的要求时，才会再次确认认证。如今，模拟器的运营商要花费足够的时间(通常是数十小时)分析后续测试结果。后续测试结果与参考值之间的每一个差异都会导致对模拟器采取纠正措施，或者，在相关的情况下都需要运营商进行论证。只有在任何差异都得到完满论证之后，权威机构才会提供模拟器的重新认证。该重新认证在一段时间内有效。

根据本发明的教导，初始测试结果(即，为了获得初始认证使用和论证的测试结果)用于限定认证模拟器的基准测试结果。到初始认证之日为止被权威机构认为是可接受的基准测试结果会在以后用于加强对后续测试结果的审查。可以说，当后续测试结果等同于基准测试结果时，后续测试结果也应被认为是可接受的。但是，在某些情况下，权威机构可能会更改评估测试结果的方式。同样，在从认证到尝试重新认证期间，模拟器中的模拟系统的模型设计可能已经发展了，这会导致目标值更新。此外，运营商产生测试结果的方式也可能在同一时期内发生变化。通常，已经向权威机构论述并与权威机构议定了对模型设计和/或测试方法的这种变更。因此，在大多数情况下，仍可对后续测试结果的偏差进行调整，使得后续测试结果变得与基准测试结果和权威机构的目标值相当。但是，可能仍然需要对一些后续测试结果进行常规的分析，例如，在基准测试结果中没有对等效偏差的论证时，在论证不适用于后续测试结果的偏差时，在目标值和/或后续结果(例如来自更新后的测试方法)无法协调时，在后续结果在基准测试结果(来自更新后的测试方法的新测量值)中没有等效内容时等。

在交互式计算机模拟中，计算机生成环境具有不同的结构和特定规则。例如，计算机生成环境可包括建筑物、街道、机场、湖泊、河流等，附加或替代地，还可包括建筑内结构(例如应急或手术室)、控制面板、驾驶舱、受限空间(如航天器或潜艇)等。就示例性规则而言，计算机生成环境可指定恒定重力值和随着计算机生成环境中的高度而变化的可变气压值。当然，本领域技术人员很容易认识到，重力值也可设为到一个或多个行星或物体的距离的函数，如果交互式计算机模拟与航天飞行有关，那么这是很关键的。在交互式计算机模拟中还设定了许多其他规则(例如天气参数、参数化照明条件等)，根据交互式计算机模拟的背景，可设置这些规则以复制现实环境、预期环境或虚拟环境。计算机生成环境还可包括其他动态事物(例如模拟的运动交通工具、模拟的人物等)。交互式计算机模拟还包括由交互式计算机模拟的至少一个用户控制的一个或多个模拟交互对象。例如，所述模拟交互对象可以是运输工具(例如飞机、直升机、航天器、坦克等)、人物(例如医院中的患者)、控制面板(例如来自核心的中央空中交通管制员站)等。还提供了物理仪表模块，以便用户使用一个或多个有形仪表在交互式计算机模拟中控制模拟交互对象。通常难以标识有缺陷的有形仪表，维护正在模拟器中使用的有形仪表和/或修复有缺陷的有形仪表，因为有缺陷或不适当的有形仪表对模拟对象的模拟行为的影响通常不易标识。

模拟交互对象由交互式计算机模拟中的模型定义。该模型设置计算机生成环境中的模拟交互对象的能力和特征。例如，在模拟飞机的情况下，相应的模型在考虑飞机在空中的冲角和襟翼位置的基础上设定不同空速的升力。当然，许多其他参数也限定了模拟飞机在交互式计算机模拟中的行为方式。交互模拟对象的模型包含多个相互关联的参数。也就是说，单个参数的值限定了模拟对象的模拟行为的多个方面。因此，为模型参数之一设定一个值对交互对象在交互式计算机模拟中的模拟行为的许多方面都有影响。通常难以标识有缺陷的模型，维护正在模拟器中使用的模型和/或修复有缺陷的模型，因为有缺陷或不适当的参数对模拟对象的模拟行为的影响通常不易标识。

在通过交互式计算机飞行模拟器站提供的训练的背景下，需要准确地表现飞行的飞机，其逼真度和真实性会影响飞行机组人员的主动行为标准。资格测试指南(QTG)是目前用于确保设备在投入使用时能提供适当体验并且仍忠实于原始设计和资格认证数据的方法。但是，QTG要求使模拟器站离线很长时间(例如3至4个小时)。此外，即使根据QTG制定的一个或多个测试失败，也不一定能标识模拟器站的故障元件。

虽然本发明主要设想为对与飞行模拟器相关的QTG的补充，但是本发明的教导和成果适用于通过模型实现交互式计算机模拟并且还需要为用户提供有形仪表以便其使用有形仪表与交互式计算机模拟站交互的各种情况。

在飞行模拟器站上使用的飞机建模的背景下，可激励飞行模拟器站的有形仪表以便以不同的速度(例如不同高度的不同飞行状态)并沿着不同的轴(纵向、横向、定向和垂直)进行限定的操控，这允许采集和存储所需的测量值，提供给有形仪表的激励提供了从飞行模拟器站的实时响应(通过如下文所定义的实时执行或实时优先处理产生)，因此所需的测量值也是实时产生的。

例如，交互式计算机模拟可用于训练目的和/或用于从历史数据(例如来自外科手术的记录，来自飞机、火车的事故记录设备(例如黑匣子)等)建立场景。交互式计算机模拟可以是基于场景的(例如在驱动交互式计算机生成环境的模拟代码包括一个或多个预定事件、动作、声音等场景中)。

交互式计算机模拟可执行训练模拟程序，例如飞行模拟软件或医疗保健模拟软件。计算机生成环境与通过交互式计算机模拟提供的训练的主题相关(例如世界的真实或虚构区域的虚拟呈现、真实或虚构医院的虚拟呈现)，在这种环境中可进行交互式计算机模拟(例如大蒙特利尔地区以及其至少一部分机场或蒙特利尔圣贾斯汀医院的设备齐全的手术室的详细呈现)。交互式计算机模拟还可涉及一个或多个模拟运输工具的运输工具交互式计算机模拟。交互式计算机模拟例如可以是模拟单个运输工具或同时模拟多个运输工具。本发明不受交互式模拟运输工具的类型的限制，这种运输工具可以是地面的(汽车、坦克等)、地下的、空中的(例如飞机、航天飞机)、漂浮的(例如船)等。交互式计算机模拟还可与游戏相关，这种模拟可与训练模拟不同，因为在计算机生成环境中应用不同的规则(例如不同的重力、非现实的元素(力场)的存在、对损害的不同响应、不同的撤销或影响过去行为的能力、对不同结果衡量的成功率等)。

现在请参考附图，其中图1示出了根据本发明的教导的一种示例性交互式计算机模拟系统1000的逻辑模块示意图，该交互式计算机模拟系统1000提供与交互式计算机模拟的模拟交互对象相关联的模型。交互式计算机模拟系统1000包括模拟计算设备1100。在一些实施例中，模拟计算设备1100是交互式计算机模拟站，该交互式计算机模拟站可执行一个或多个交互式计算机模拟，例如飞行模拟软件例程或医疗保健模拟软件例程。

在图1所示的示例中，模拟计算设备1100包括存储器模块1120、处理器模块1130和网络接口模块1140。处理器模块1130可代表具有一个或多个处理器核心的单个处理器或分别包括一个或多个处理器核心的处理器的阵列。在一些实施例中，处理器模块1130还可包括专用图形处理单元1132。例如，当交互式计算机模拟系统1000执行沉浸式模拟时(例如经过飞行员训练认证的飞行模拟器)，如果这种沉浸式模拟需要强大的图像生成能力(即质量和吞吐量)以保持这种沉浸式模拟的期望的真实性(例如每秒渲染5到60个图像，或者每个渲染图像的渲染时间最大在15毫秒和200毫秒之间)，那么可能需要专用图形处理单元1132。在一些实施例中，模拟站1200、1300中的每一个包括具有专用图形处理单元的处理器模块，该专用图形处理单元类似于专用图形处理单元1132。存储器模块1120可包括各种存储器(不同的标准化或种类的随机存取存储器(RAM)模块、存储卡、只读存储器(ROM)模块、可编程ROM等)。网络接口模块1140代表可用于与其他网络节点通信的至少一个物理接口。可通过一个或多个逻辑接口使网络接口模块1140对模拟计算设备1100的其他模块可见。由网络接口模块1140的物理网络接口和/或逻辑网络接口1142、1144、1146、1148使用的实际协议栈不影响本发明的教导。可在本发明背景下使用的处理器模块1130、存储器模块1120和网络接口模块1140的变化形式对于本领域技术人员而言是显而易见的。

所示的总线1170作为用于在模拟计算设备1100的不同模块之间交换数据的一个示例装置。本发明不受不同模块之间交换信息的方式的影响。例如，存储器模块1120和处理器模块1130可通过并行总线连接，但也可通过串行方式连接或者涉及中间模块(未示出)，这不影响本发明的教导。

同样，即使在各种实施例的说明中没有明确提及存储器模块1120和/或处理器模块1130，本领域技术人员也能认识到，这些模块与模拟计算设备1100的其他模块结合使用，以执行与本发明相关的例程和创新性步骤。

模拟计算设备1100还包括图形用户界面(GUI)模块1150，该GUI模块1150包括一个或多个显示屏幕。GUI模块1150的显示屏可分为一个或多个平面显示面板，但也可以是从模拟计算设备中的预期用户位置(未示出)可见的单个平面或曲面屏幕。例如，GUI模块1150可包括一个或多个安装好的投影仪，用于在曲面折射屏幕上投影图像。该曲面折射屏幕可位于离交互式计算机程序的用户足够远的位置，以提供平视显示。或者，该曲面折射屏幕可提供非平视显示。

交互式计算机模拟系统1000包括存储系统1500，该存储系统1500可在执行交互式计算机模拟时记录与动态子系统相关的动态数据。图1示出了作为特定数据库系统1500A、模拟计算设备1100的特定模块1500B或模拟计算设备1100的存储器模块1120的子模块1500C的存储系统1500的示例。存储系统1500还可包括模拟站1200、1300上的存储模块(未示出)。存储系统1500可分布在不同的系统A、B、C和/或模拟站1200、1300上，也可位于单个系统中。存储系统1500可包括一个或多个逻辑或物理以及本地或远程的硬盘驱动器(HDD)(或其阵列)。存储系统1500还可包括可由计算机系统1100通过标准化或专有接口或通过网络接口模块1140访问的本地或远程数据库。可在本发明的背景下使用的存储系统1500的变化形式对于本领域技术人员来说是显而易见的。

可提供教员操作站(IOS)1600，以允许在交互式计算机模拟系统1000中执行各种管理任务。与IOS 1600相关的任务允许控制和/或监视一个或多个正在进行的交互式计算机模拟。例如，IOS 1600可用于允许教员参与交互式计算机模拟以及可能的其他交互式计算机模拟。在一些实施例中，IOS可由模拟计算设备提供。在其他实施例中，该IOS可与模拟计算设备部署在一起(例如在相同的房间或模拟场内)，或者部署在远程地点(例如在不同的房间中或在不同的地点)。本领域技术人员应理解，可在交互式计算机模拟系统1000中同时提供IOS 1600的许多实例。IOS 1600可提供计算机模拟管理界面，该计算机模拟管理界面可显示在专用IOS显示模块1610或GUI模块1150上。IOS 1600可位于模拟计算设备附近，但也可位于模拟计算设备1100的外部并与之通信。

IOS显示模块1610可包括一个或多个显示屏，例如有线或无线平板屏幕、有线或无线触敏显示屏、平板计算机、便携式计算机或智能电话。当在计算系统1000中存在多个计算设备1100和/或站1200、1300时，IOS 1600可呈现计算机程序管理界面的不同视图(例如用于管理其不同方面)，或者它们也可全部呈现其相同的视图。计算机程序管理界面可永久地显示在IOS显示模块1610的第一个屏幕上，而IOS显示模块1610的第二个屏幕显示交互式计算机模拟的视图(即，考虑到来自通过显示模块1150显示的图像的第二个屏幕的自适应视图)。还可在IOS 1600上触发计算机程序管理界面，例如通过触摸手势和/或交互式计算机程序中的事件(例如到达里程碑、来自用户的意外动作、或预期参数之外的动作、特定任务的成功或失败等)来触发。计算机程序管理界面可提供访问交互式计算机模拟和/或模拟计算设备的设置的能力。还可在GUI模块1150上(例如在主屏幕上、在辅助屏幕或其专用屏幕上)向用户提供虚拟化IOS(未示出)。在一些实施例中，还可提供简报系统(BDS)。BDS可视为仅在回放记录的数据期间使用的IOS 1600的版本。

由仪表模块1160、1260和/或1360提供的有形仪表与被模拟的元素紧密相关。在模拟飞行器系统的示例中，例如对于示例性的飞行模拟器实施例，仪表模块1160可包括控制杆和/或侧杆、方向舵踏板、节气门、襟翼开关、应答器、起落架操纵杆、停车制动开关、航空器仪表(空速表、姿态仪、高度计、转向协调器、升降速度表、航向指示器......)等。根据模拟的类型(例如沉浸度水平)，所述有形仪表可与实际飞行器中可用的有形仪表相比或多或少地具有真实性。例如，由模块1160、1260和/或1360提供的有形仪表可复制真实的飞行器驾驶舱，可向用户(或受训者)提供在真实的飞行器中能找到的真实仪表或具有类似物理特性的物理接口。如前文所述，用户或受训者使用通过仪表模块1160、1260和/或1360提供的一个或多个有形仪表采取的动作(修改控制杆位置，激活/停用开关等)允许用户或受训者在交互式计算机模拟中控制虚拟模拟元素。在交互式计算机模拟系统1000中进行沉浸式模拟的背景下，仪表模块1160、1260和/或1360通常会支持在作为沉浸式模拟的对象的实际系统中能找到的实际仪表板的复制品。在这种沉浸式模拟中，通常还需要专用图形处理单元1132。虽然本发明可应用于沉浸式模拟(例如经认证用于商用飞机飞行员训练和/或军用飞机飞行员训练的飞行模拟器)，但本领域技术人员很容易认识到本发明的教导，并能够将该教导应用于其他类型的交互式计算机模拟。

在一些实施例中，可选的外部输入/输出(I/O)模块1162和/或可选的内部输入/输出(I/O)模块1164可与仪表模块1160一起提供。本领域技术人员应理解，仪表模块1160、1260和/或1360中的任何一个可设有I/O模块中的一个或两个，例如针对模拟计算设备1100所示的I/O模块。仪表模块1160、1260和/或1360的外部输入/输出(I/O)模块1162可连接穿过其中的一个或多个外部有形仪表(未示出)。例如，可能需要外部I/O模块1162以便使交互式计算机模拟系统1000和与原始设备制造商(OEM)部件相同但不能集成到模拟计算设备1100和/或模拟站1200、1300中的一个或多个有形仪表接口(例如该有形仪表与在交互式模拟的实际系统对象中找到的有形仪表完全相同)。仪表模块1160、1260和/或1360的内部输入/输出(I/O)模块1164可连接与仪表模块1160、1260和/或1360集成的一个或多个有形仪表。I/O 1164可包括必要的接口以交换数据，设置数据，或从这种集成的有形仪表获得数据。例如，可能需要内部I/O模块1164以便使交互式计算机模拟系统1000和与原始设备制造商(OEM)部件相同的一个或多个集成有形仪表接口(例如该有形仪表与在交互式模拟的实际系统对象中找到的有形仪表完全相同)。I/O 1164可包括必要的接口以交换数据，设置数据，或从这种集成的有形仪表获得数据。

仪表模块1160可包括一个或多个物理模块，这些物理模块还可互连，以实现交互式计算机程序的给定配置。容易理解，仪表模块1160的仪表将由交互式计算机模拟的用户操控以向其输入命令。

仪表模块1160还可包括机械仪表致动装置(未示出)，这些致动装置提供用于物理地移动仪表模块1160的一个或多个有形仪表的一个或多个机械组件(例如电动机、机械阻尼器、齿轮、杠杆等)。该机械仪表致动装置可接收一组或多组指令(例如来自处理器模块1130的指令)，以使一个或多个仪表按照既定的输入功能移动。仪表模块1160的机械仪表致动装置还可替代或附加地用于通过有形和/或模拟仪表(例如触摸屏或飞行器驾驶舱或手术室的复制元件)向交互式计算机模拟的用户提供反馈。可与模拟计算设备1110一起提供或在交互式计算机模拟系统1000中提供附加的反馈装置(例如仪表的振动、用户座椅的物理运动和/或整个系统的物理运动等)。

模拟计算设备还可包括一个或多个座椅(未示出)或其他符合人体工程学设计的工具(未示出)，以帮助交互式计算机模拟的用户进入适当的位置，以使用某些或所有仪表模块1160。

在图1所示的示例中，交互式计算机模拟系统1000示出了可选的交互式计算机模拟站1200、1300，这些交互式计算机模拟站可通过网络1400与所述模拟计算设备通信。站1200、1300可关联至具有共享的计算机生成环境的交互式计算机模拟的同一个实例，其中模拟计算设备1100和站1200、1300的用户可在单次模拟中彼此交互。所述单次模拟还可涉及与模拟计算设备部署在一起或远程的其他模拟计算设备(未示出)。模拟计算设备和站1200、1300还可与交互式计算机模拟的不同实例相关联，这些实例还可涉及与所述模拟计算设备部署在一起或远程的其他模拟计算设备(未示出)。

在所示的实施例的背景下，运行时执行、实时执行或实时优先级处理执行对应于在交互式计算机模拟期间执行的从用户角度来说可能影响交互式计算机模拟的感知质量的操作。因此，在运行时、实时或使用实时优先级处理执行的操作通常需要满足某些可表达的性能限制条件，例如最长时间、最大帧数和/或最大处理周期数等方面。例如，在具有每秒60帧的帧速率的交互式模拟中，预计在5到10帧内进行的修改对于用户而言会是无缝的。本领域技术人员很容易认识到，在需要渲染图像的几乎所有情况下，实际上可能无法实现实时处理。对于所公开的实施例的目的，所需的实时优先级处理涉及交互式计算机模拟的用户感知的服务质量，并且不需要对所有动态事件进行绝对的实时处理，即使用户感知到一定程度的服务质量降低，也仍然可认为是合理的。

可在运行时(例如使用被用户感知为实时的实时优先级处理或处理优先级)使用模拟网络(例如叠加在网络1400上)来交换信息(例如与事件相关的模拟信息)。例如，可通过模拟网络共享与模拟计算设备1100相关联的运输工具的移动和与模拟计算设备1100的用户与交互式计算机生成环境的交互相关的事件。同样，模拟范围的事件(例如与对交互式计算机生成环境、照明条件的持久性修改、模拟天气的修改等相关)可通过模拟网络从集中式计算机系统(未示出)共享。另外，交互式计算机模拟中涉及的交互式计算机模拟系统1000的所有组件可访问的存储模块1500(例如联网数据库系统)可用于存储呈现交互式计算机生成环境所需的数据。在一些实施例中，仅从集中式计算机系统更新存储模块1500，并且模拟计算设备和站1200、1300仅从该存储模块1500加载数据。

图2提供了示例性方法2000的流程图，该方法完全或部分地由处理器模块1130使用存储器模块1120执行，用于根据由权威机构提供的认证规则对交互式计算机模拟站1100进行重新认证。当在交互式计算机模拟站1100的一个或多个有形仪表1160上提供输入时，交互式计算机模拟站1100执行交互式计算机模拟(例如由处理器模块1130使用存储器模块1120执行)，该交互式计算机模拟包括限定模拟交互对象在交互式计算机模拟环境中的动态行为的多个相互关联的参数。

方法2000包括获得2010交互式计算机模拟站1100的基准测试结果，该基准测试结果是在权威机构对其进行认证时为每个相互关联的参数(例如通过网络接口1140从存储系统1500获得的参数)产生的。该方法2000还包括在交互式计算机模拟站1100中执行2020交互式计算机模拟时实时地激励2030一个或多个有形仪表1160，以便为每个相互关联的参数产生后续测试结果(例如使用一个或多个机械仪表致动装置)。在产生2030后续测试结果之后，方法2000包括识别2040一个或多个偏差参数，这种偏差参数的测试结果值与在认证规则中提供的目标值不符。方法2000然后包括：对于每个偏差参数2050，从该偏差参数的基准测试结果获得2055与基准值对应的先前认证的偏差值，计算2060先前认证的偏差值与来自认证规则的目标值之间的先前接受的偏差值，计算2070测试结果值与来自认证规则的目标值和基准值之间的质疑偏差值，以及计算2080先前接受的偏差值与质疑偏差值之间的Δ偏差值。当动作2090中的Δ偏差值在可接受的偏差范围之外时，将该偏差参数标识2092为质疑参数(例如需要对其采取纠正措施或进行新的论证，或者更新原始论证)。当动作2090中的Δ偏差值在可接受的偏差范围内时，将该偏差参数标识2084为等效参数，并将对来自基准测试结果的先前认证的偏差值的原始论证与该偏差参数相关联2096。

方法200可选地可包括：在未发现任何质疑参数时向权威机构提交后续测试结果以及任何原始论证，以便对交互式计算机模拟站1100进行重新认证。

方法2000可选地可包括：当所述偏差参数被标识为质疑参数时，将所述一个或多个有形仪表1160标识为可能有缺陷的仪表。在该示例中，方法2000还可包括：在对被标识为可能有缺陷的一个或多个有形仪表1160进行修正之后，实时地重新激励所述一个或多个有形仪表1160，以便为每个相互关联的参数产生附加测试结果。方法2000然后还可进一步包括：当在产生附加测试结果之后未发现任何质疑参数时，提交附加试验结果以及任何原始论证，以便对交互式计算机模拟站1100进行重新认证。

所述模拟交互对象可以是模拟飞行器，并且此时所述多个相互关联的参数可包括阻力值、侧力值、升力值、俯仰值、滚转值、偏航值和动力剖面，并且多个模拟约束条件可能与计算机生成环境相关，例如重力和大气压。

图3提供了飞行模拟器的重新认证3000的示例性流程图以及在该期间产生的结果图表。在图3的示例中，不同的“模拟器负载”与加载到飞行模拟器中的不同软件和/或硬件修订版本对应。QTG(例如4.1.A.1、4.1.A.2.A等)是飞行模拟器必须通过的特定测试的示例(例如在指定的初始参数(例如速度和高度)下，模拟飞机对给定命令(例如踩下油门踏板)的反应)。复现模拟器结果3010表示从飞行模拟器获得(例如通过激励飞行模拟器的仪表进行)的一组最新的QTG结果。MQTG模拟器结果3020表示已经由飞行模拟器的相关机构批准的QTG结果。飞机参考数据3030表示从飞行测试飞机或计算机模拟收集的数据，参照该数据对飞行模拟器的结果进行评估(例如由模拟飞机模拟的实际飞机的管理机构和/或OEM提供)。QTG比较规则3040表示在参照MQTG 3020对重复结果(3010)进行自动化客观评估时要使用的既定规则。QTG比较分析3100表示进行分析，在此期间多次进行三方比较。QTG比较报告3200对应于QTG比较分析3100的结果呈现，例如使用可打印或可在屏幕呈现给决策者的表格结构(例如3300)和/或图表(例如3400)呈现。

通常认为方法是导致期望结果的一个自洽步骤序列。这些步骤需要物理量的物理操控。虽然不是必须的，但是通常这些量采取能够被存储、传递、组合、比较和以其他方式操控的电或磁/电磁信号的形式。有时，主要出于通用的原因，将这些信号称为比特、数值、参数、项目、元素、对象、符号、字符、术语、数字等比较方便。但是应注意，所有这些术语和类似术语都与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的便利标记。

虽然本发明是以示例性方式说明的，但是这种说明并不旨在穷举或限制于所公开的实施例。许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。选择这些实施例是为了说明本发明的原理及其实际应用，并使本领域普通技术人员能够理解本发明，以便实现带有可能适合于其他预期用途的各种修改的各种实施例。

Claims (20)

1.一种用于按照由权威机构提供的认证规则对交互式计算机模拟站进行重新认证的方法，当在所述交互式计算机模拟站的一个或多个有形仪表上提供输入时，所述交互式计算机模拟站执行交互式计算机模拟，所述交互式计算机模拟包括限定模拟交互对象在交互式计算机模拟环境中的动态行为的多个相互关联的参数，所述方法包括：

获得所述交互式计算机模拟站的基准测试结果，所述基准测试结果是在权威机构对所述交互式计算机模拟站进行认证时针对所述相互关联的参数中的每个参数产生的；

在所述交互式计算机模拟站中执行所述交互式计算机模拟时实时地激励一个或多个有形仪表，以便为所述相互关联的参数中的每个参数产生后续测试结果；

标识一个或多个偏差参数，这种偏差参数的测试结果值与所述认证规则中提供的目标值不符，并且，对于所述偏差参数中的每一个偏差参数：

从所述一个偏差参数的所述基准测试结果获得与基准值对应的先前认证的偏差值；

计算所述先前认证的偏差值与来自所述认证规则的所述目标值之间的先前接受的偏差值；

计算所述测试结果值与来自所述认证规则的所述目标值和所述基准值之间的质疑偏差值；

计算所述先前接受的偏差值与所述质疑偏差值之间的Δ偏差值；

当所述Δ偏差值在可接受的偏差范围之外时，将所述一个偏差参数标识为质疑参数；

当所述Δ偏差值在所述可接受的偏差范围之内时：

将所述一个偏差参数标识标识为等效参数；和

将对来自所述基准测试结果的所述先前认证的偏差值的原始论证与所述一个偏差参数相关联。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在未标识质疑参数时，提交所述后续测试结果以及任何原始论证，以便对所述交互式计算机模拟站进行重新认证。

3.根据权利要求1所述的方法，其中当所述一个偏差参数被标识为质疑参数时，将所述一个或多个有形仪表标识为可能有缺陷。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：在对所述一个或多个有形仪表被标识为可能有缺陷进行修正之后，实时地重新激励所述一个或多个有形仪表，以便为所述相互关联的参数中的每个参数产生附加测试结果。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：当在产生附加测试结果之后未标识质疑参数时，提交所述附加试验结果以及任何原始论证，以便对所述交互式计算机模拟站进行重新认证。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述权威机构包括美国的联邦航空管理局(FAA)、巴西的国家民用航空局(ANAC)、欧盟的欧洲航空安全局(EASA)或加拿大交通部中的至少一者。

7.根据权利要求6所述的方法，其中使用资格测试指南(QTG)方法以用于产生所述基准测试结果和所述后续测试结果。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述模拟交互对象是模拟飞行器，并且所述多个相互关联的参数包括阻力值、侧力值、升力值、俯仰值、滚转值、偏航值和动力剖面，并且与所述计算机生成环境相关联的多个模拟约束条件包括重力和大气压。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：当对应的测试方法与所述基准测试结果不相容时，将所述多个相互关联的参数中的一个或多个参数直接标识为质疑参数。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括：当对应的目标值与所述基准测试结果不相容时，将所述多个相互关联的参数中的一个或多个参数直接标识为质疑参数。

11.一种用于按照由权威机构提供的认证规则对交互式计算机模拟站进行重新认证的计算机系统，当在一个或多个有形仪表上提供输入时，所述交互式计算机模拟站执行交互式计算机模拟，所述交互式计算机模拟包括限定模拟交互对象在交互式计算机模拟环境中的动态行为的多个相互关联的参数，所述计算机系统包括：

用于以下目的的一个或多个存储系统：

存储由所述权威机构提供的所述认证规则；和

存储所述交互式计算机模拟站的基准测试结果，所述基准测试结果是在所述权威机构对所述交互式计算机模拟站进行认证时针对所述相互关联的参数中的每个参数产生的；

所述有形仪表在执行所述交互式计算机模拟时被实时激励，以便为所述相互关联的参数中的每个参数产生后续测试结果，所述后续测试结果存储在所述一个或多个存储系统中；

执行以下的处理器模块：

标识一个或多个偏差参数，这种偏差参数的测试结果值与所述认证规则中提供的目标值不符，并且，对于所述偏差参数中的每一个偏差参数：

从所述一个偏差参数的所述基准测试结果获得与基准值对应的先前认证的偏差值；

计算所述先前认证的偏差值与来自所述认证规则的所述目标值之间的先前接受的偏差值；

计算所述测试结果值与来自所述认证规则的所述目标值和所述基准值之间的质疑偏差值；

计算所述先前接受的偏差值与所述质疑偏差值之间的Δ偏差值；

当所述Δ偏差值在可接受的偏差范围之外时，将所述一个偏差参数标识为质疑参数；

当所述Δ偏差值在所述可接受的偏差范围之内时：

将所述一个偏差参数标识为等效参数；和

将对来自所述基准测试结果的所述先前认证的偏差值的原始论证与所述一个偏差参数相关联。

12.根据权利要求11所述的计算机系统，其中在未标识质疑参数时，所述处理器模块还提交所述后续测试结果以及任何原始论证，以便对所述交互式计算机模拟站进行重新认证。

13.根据权利要求11所述的计算机系统，其中当所述一个偏差参数被标识为质疑参数时，将一个或多个有形仪表标识为可能有缺陷。

14.根据权利要求13所述的计算机系统，其中在对所述一个或多个有形仪表被标识为可能有缺陷进行修正之后，实时地重新激励所述一个或多个有形仪表，以便为所述相互关联的参数中的每个参数产生附加测试结果。

15.根据权利要求14所述的计算机系统，其中当在产生附加测试结果之后未标识质疑参数时，所述处理器模块还提交所述附加试验结果以及任何原始论证，以便对所述交互式计算机模拟站进行重新认证。

16.根据权利要求11所述的计算机系统，其中所述权威机构包括美国的联邦航空管理局(FAA)、巴西的国家民用航空局(ANAC)、欧盟的欧洲航空安全局(EASA)或加拿大交通部中的至少一者。

17.根据权利要求16所述的计算机系统，其中使用资格测试指南(QTG)方法产生所述基准测试结果和所述后续测试结果。

18.根据权利要求17所述的计算机系统，其中所述模拟交互对象是模拟飞行器，并且所述多个相互关联的参数包括阻力值、侧力值、升力值、俯仰值、滚转值、偏航值和动力剖面，并且与所述计算机生成环境相关的多个模拟约束条件包括重力和大气压。

19.根据权利要求11所述的计算机系统，其中当对应的测试方法与所述基准测试结果不相容时，所述处理器模块还将所述多个相互关联的参数中的一个或多个参数直接标识为质疑参数。

20.根据权利要求11所述的计算机系统，其中当对应的目标值与所述基准测试结果不相容时，所述处理器模块还将所述多个相互关联的参数中的一个或多个参数直接标识为质疑参数。