CN112380718B - 自适应装备模拟器适配器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自适应装备模拟器适配器，属于模拟器集成领域；包括模拟器通信协议数据库、协议识别模块、时间同步模块、模拟器输出事件触发器、中间件代理模块和模拟器输入状态插帧模块；本发明采用了自动配置方法和自适应交互算法，有效的降低了适配器交互的频率，简化了适配器配置的流程，提高了模拟器集成的可靠性和可用性。

Description

自适应装备模拟器适配器
技术领域
本发明属于模拟器集成领域，涉及自适应装备模拟器适配器。
背景技术
LVC仿真是指实物(live)、虚拟(Virtual)、构造(Construct)相结合的仿真。实现LVC仿真需要基于分布式仿真支撑架构实现底层通信，并且采用网关、适配器、包装器等技术实现异构仿真资源的封装与集成。LVC系统要求仿真系统必须按照1：1时钟速度推进。国外典型的LVC体系架构为TENA，国内有TISA、Josim等。
在LVC仿真过程中，需要集成大量的模拟器资源，其集成与配置工作非常繁琐。此外，由于模拟器与LVC仿真中间件的运行体制差异，需要在集成过程中留有一定的集成柔性空间，降低集成后的系统复杂度。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出自适应装备模拟器适配器，采用了自动配置方法和自适应交互算法，有效的降低了适配器交互的频率，简化了适配器配置的流程，提高了模拟器集成的可靠性和可用性。
本发明解决技术的方案是：
自适应装备模拟器适配器，包括模拟器通信协议数据库、协议识别模块、时间同步模块、模拟器输出事件触发器、中间件代理模块和模拟器输入状态插帧模块；
模拟器通信协议数据库：存储已知标准化模拟器的数据接口协议，并将数据接口协议发送至协议识别模块；
协议识别模块：接收外部模拟器传来的数据帧，根据数据帧识别外部模拟器的类型；接收模拟器通信协议数据库传来的数据接口协议；从数据接口协议中筛选出对应该类型外部模拟器的协议，并将根据对应协议将数据帧解析为事件信息和状态信息；将事件信息发送至模拟器输出事件触发器；将状态信息发送至中间件代理模块；
时间同步模块：向中间件代理模块发送时间脉冲信息；
模拟器输出事件触发器：接收协议识别模块传来的事件信息，对事件信息中的事件类型进行检验，将事件类型与LVC仿真数据规定的对应类型相匹配，转换为LVC仿真数据中的交互事件数据，并将交互事件数据发送至中间件代理模块；
中间件代理模块：接收时间同步模块传来的时间脉冲信息；接收协议识别模块传来的状态信息；接收模拟器输出事件触发器传来的交互事件数据；将状态信息和交互事件数据作为LVC仿真数据，输出至外部LVC仿真应用系统；订阅接收外部LVC仿真应用系统传来的模拟器输入状态信息，并将模拟器输入状态信息发送至模拟器输入状态插帧模块；
模拟器输入状态插帧模块：接收中间件代理模块传来的模拟器输入状态信息，对模拟器输入状态信息进行插帧处理，并将插帧后的模拟器输入状态信息发送至外部模拟器，实现外部模拟器的状态信息显示。
在上述的自适应装备模拟器适配器，所述时间同步模块实现将中间件代理模块的逻辑时间与外部LVC仿真应用系统保持一致。
在上述的自适应装备模拟器适配器，所述中间件代理模块订阅环境数据的频率实现根据工作状态调节：
当模拟器对应的作战实体为待机或毁伤状态下，将订阅频率调整至0.01Hz；当模拟器对应的作战实体为作战状态，将订阅频率调整至1Hz；当模拟器对应的作战实体为行进状态，将订阅频率调整至0.1Hz。
在上述的自适应装备模拟器适配器，所述模拟器输入状态插帧模块采用自适应插帧算法对模拟器输入状态信息进行插帧处理，根据该模拟器的运动与需求状态调节插帧帧频，将插帧后的模拟器输入状态信息发送给外部模拟器。
在上述的自适应装备模拟器适配器，所述自适应插帧算法为针对中间件代理模块所获取的模拟器输入状态信息之间进行线性插值，插值帧频与模拟器引擎当前的帧频一致。
在上述的自适应装备模拟器适配器，所述模拟器输入状态信息包括作战实体的位置、速度、姿态、工况、目标特性、弹药量和油料量。
在上述的自适应装备模拟器适配器，所述协议识别模块解析出的状态信息包括射击、探测、干扰；协议识别模块解析出的状态信息包括作战实体的位置、速度、姿态、工况、目标特性、弹药量和油料量。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明采用了自动配置方法和自适应交互算法，有效的降低了适配器交互的频率，简化了适配器配置的流程，提高了模拟器集成的可靠性和可用性；
(2)本发明基于模拟器通信协议数据库实现协议自动识别与匹配，有效地降低了配置复杂度；
(3)本发明自适应交互算法根据模拟器的仿真工况动态调整发布订阅更新频率，有效的降低了LVC试验训练应用中的网络通信负载；
(4)本发明采用自适应插帧算法，根据该模拟器的运动与需求状态调节插帧帧频，降低了适配器计算机的总运算量。
附图说明
图1为本发明模拟器适配器系统示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
本发明提出自适应装备模拟器适配器，该适配器用于在大型异构分布式仿真系统中用于集成装备模拟器，对应着逻辑靶场中的一个特定作战单元。
自适应装备模拟器适配器，如图1所示，具体包括模拟器通信协议数据库、协议识别模块、时间同步模块、模拟器输出事件触发器、中间件代理模块和模拟器输入状态插帧模块；
模拟器通信协议数据库：存储已知标准化模拟器的数据接口协议，并将数据接口协议发送至协议识别模块；
协议识别模块：接收外部模拟器传来的数据帧，根据数据帧识别外部模拟器的类型；接收模拟器通信协议数据库传来的数据接口协议；从数据接口协议中筛选出对应该类型外部模拟器的协议，并将根据对应协议将数据帧解析为事件信息和状态信息；将事件信息发送至模拟器输出事件触发器；将状态信息发送至中间件代理模块；其中，状态信息包括射击、探测、干扰；协议识别模块解析出的状态信息包括作战实体的位置、速度、姿态、工况、目标特性、弹药量和油料量。
时间同步模块：向中间件代理模块发送时间脉冲信息；时间同步模块实现将中间件代理模块的逻辑时间与外部LVC仿真应用系统保持一致。
模拟器输出事件触发器：接收协议识别模块传来的事件信息，对事件信息中的事件类型进行检验，将事件类型与LVC仿真数据规定的对应类型相匹配，转换为LVC仿真数据中的交互事件数据，并将交互事件数据发送至中间件代理模块；
中间件代理模块：接收时间同步模块传来的时间脉冲信息；接收协议识别模块传来的状态信息；接收模拟器输出事件触发器传来的交互事件数据；将状态信息和交互事件数据作为LVC仿真数据，输出至外部LVC仿真应用系统；订阅接收外部LVC仿真应用系统传来的模拟器输入状态信息，并将模拟器输入状态信息发送至模拟器输入状态插帧模块；
中间件代理模块订阅环境数据的频率实现根据工作状态调节：
当模拟器对应的作战实体为待机或毁伤状态下，将订阅频率调整至0.01Hz；当模拟器对应的作战实体为作战状态，将订阅频率调整至1Hz；当模拟器对应的作战实体为行进状态，将订阅频率调整至0.1Hz。
模拟器输入状态插帧模块：接收中间件代理模块传来的模拟器输入状态信息，对模拟器输入状态信息进行插帧处理，并将插帧后的模拟器输入状态信息发送至外部模拟器，实现外部模拟器的状态信息显示。
模拟器输入状态插帧模块采用自适应插帧算法对模拟器输入状态信息进行插帧处理，根据该模拟器的运动与需求状态调节插帧帧频，将插帧后的模拟器输入状态信息发送给外部模拟器。
自适应插帧算法为针对中间件代理模块所获取的模拟器输入状态信息之间进行线性插值，插值帧频与模拟器引擎当前的帧频一致。
模拟器输入状态信息包括作战实体的位置、速度、姿态、工况、目标特性、弹药量和油料量。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.自适应装备模拟器适配器，其特征在于：包括模拟器通信协议数据库、协议识别模块、时间同步模块、模拟器输出事件触发器、中间件代理模块和模拟器输入状态插帧模块；
模拟器通信协议数据库：存储已知标准化模拟器的数据接口协议，并将数据接口协议发送至协议识别模块；
协议识别模块：接收外部模拟器传来的数据帧，根据数据帧识别外部模拟器的类型；接收模拟器通信协议数据库传来的数据接口协议；从数据接口协议中筛选出对应该类型外部模拟器的协议，并将根据对应协议将数据帧解析为事件信息和状态信息；将事件信息发送至模拟器输出事件触发器；将状态信息发送至中间件代理模块；
时间同步模块：向中间件代理模块发送时间脉冲信息；
模拟器输出事件触发器：接收协议识别模块传来的事件信息，对事件信息中的事件类型进行检验，将事件类型与LVC仿真数据规定的对应类型相匹配，转换为LVC仿真数据中的交互事件数据，并将交互事件数据发送至中间件代理模块；
中间件代理模块：接收时间同步模块传来的时间脉冲信息；接收协议识别模块传来的状态信息；接收模拟器输出事件触发器传来的交互事件数据；将状态信息和交互事件数据作为LVC仿真数据，输出至外部LVC仿真应用系统；订阅接收外部LVC仿真应用系统传来的模拟器输入状态信息，并将模拟器输入状态信息发送至模拟器输入状态插帧模块；
模拟器输入状态插帧模块：接收中间件代理模块传来的模拟器输入状态信息，对模拟器输入状态信息进行插帧处理，并将插帧后的模拟器输入状态信息发送至外部模拟器，实现外部模拟器的状态信息显示。
2.根据权利要求1所述的自适应装备模拟器适配器，其特征在于：所述时间同步模块实现将中间件代理模块的逻辑时间与外部LVC仿真应用系统保持一致。
3.根据权利要求2所述的自适应装备模拟器适配器，其特征在于：所述中间件代理模块订阅环境数据的频率实现根据工作状态调节：
当模拟器对应的作战实体为待机或毁伤状态下，将订阅频率调整至0.01Hz；当模拟器对应的作战实体为作战状态，将订阅频率调整至1Hz；当模拟器对应的作战实体为行进状态，将订阅频率调整至0.1Hz。
4.根据权利要求3所述的自适应装备模拟器适配器，其特征在于：所述模拟器输入状态插帧模块采用自适应插帧算法对模拟器输入状态信息进行插帧处理，根据该模拟器的运动与需求状态调节插帧帧频，将插帧后的模拟器输入状态信息发送给外部模拟器。
5.根据权利要求4所述的自适应装备模拟器适配器，其特征在于：所述自适应插帧算法为针对中间件代理模块所获取的模拟器输入状态信息之间进行线性插值，插值帧频与模拟器引擎当前的帧频一致。
6.根据权利要求5所述的自适应装备模拟器适配器，其特征在于：所述模拟器输入状态信息包括作战实体的位置、速度、姿态、工况、目标特性、弹药量和油料量。
7.根据权利要求6所述的自适应装备模拟器适配器，其特征在于：所述协议识别模块解析出的状态信息包括射击、探测、干扰；协议识别模块解析出的状态信息包括作战实体的位置、速度、姿态、工况、目标特性、弹药量和油料量。
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