CN112700694A - 飞行器立体展示系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种飞行器立体展示系统，该飞行器立体展示系统包括：飞行器模型，飞行器模型用于模拟真实飞行器；姿态调整装置，飞行器模型与姿态调整装置连接，姿态调整装置用于根据真实飞行器的飞行姿态信息实时调整飞行器模型的飞行姿态；显示装置，显示装置包括至少两个显示组件，任意两个显示组件之间呈夹角设置，显示组件用于根据真实飞行器的环境信息实时显示真实飞行器的环境图像。应用本发明的技术方案，能够解决现有技术中飞行器展示系统不能够立体地展示飞行器的环境图像且不能将环境图像与飞行器飞行状态相结合的技术问题。

Description

飞行器立体展示系统

技术领域

本发明涉及飞行器指挥显示技术领域，尤其涉及一种飞行器立体展示系统。

背景技术

飞行器指挥显示系统的技术难点在于如何立体、直观地将飞行器运行的姿态及其所在环境的态势实时展示出来。现有技术多采用航迹显示系统将飞行器的运行轨迹显示于地图上，或在地面指挥控制软件中融合显示飞行器的姿态和关键飞行参数，或将飞行器传感器回传的环境图像数据直接在展示屏幕上显示，或采取上述系统的组合系统。上述技术存在环境图像未立体展示以及环境图像未与飞行器本身结合展示等不足，不能充分地为指挥控制人员提供飞行器的直观状态，同时也不能充分地为非专业人员形象地展示飞行器系统的运行情况。

发明内容

本发明提供了一种飞行器立体展示系统，能够解决现有技术中飞行器展示系统不能够立体地展示飞行器的环境图像且不能将环境图像与飞行器飞行状态相结合的技术问题。

本发明提供了一种飞行器立体展示系统，该飞行器立体展示系统包括：飞行器模型，飞行器模型用于模拟真实飞行器；姿态调整装置，飞行器模型与姿态调整装置连接，姿态调整装置用于根据真实飞行器的飞行姿态信息实时调整飞行器模型的飞行姿态；显示装置，显示装置包括至少两个显示组件，任意两个显示组件之间呈夹角设置，显示组件用于根据真实飞行器的环境信息实时显示真实飞行器的环境图像。

进一步地，显示装置包括第一显示组件、第二显示组件和第三显示组件，第一显示组件、第二显示组件和第三显示组件中的任意两个显示组件之间垂直相接，第一显示组件用于实时显示第一方向的环境图像，第二显示组件用于实时显示第二方向的环境图像，第三显示组件用于实时显示第三方向的环境图像。

进一步地，姿态调整装置包括连杆和云台，连杆的一端与云台可转动地连接，连杆的另一端与显示装置连接，飞行器模型设置在云台上，云台带动飞行器模型实时模拟真实飞行器的俯仰、滚转和偏航姿态。

进一步地，飞行器立体展示系统包括多个飞行器模型和多个姿态调整装置，多个飞行器模型与多个真实飞行器一一对应设置，多个飞行器模型和多个姿态调整装置一一对应设置。

进一步地，飞行器立体展示系统还包括位置调整装置，位置调整装置的一端与显示装置连接，位置调整装置的另一端与多个连杆可转动地连接，位置调整装置根据真实飞行器的位置信息实时调整多个连杆之间的位置关系以改变多个飞行器模型之间的位置关系。

进一步地，飞行器立体展示系统还包括：数据传输装置，数据传输装置用于实时接收真实飞行器的飞行姿态信息、位置信息和环境信息；数据处理装置，数据处理装置分别与数据传输装置、姿态调整装置、位置调整装置和显示装置连接，数据处理装置用于处理数据传输装置接收到的飞行姿态信息、位置信息和环境信息，并将处理后的飞行姿态信息、处理后的位置信息和处理后的环境信息分别传递至姿态调整装置、位置调整装置和显示装置。

进一步地，数据处理装置还包括反馈单元，反馈单元用于根据处理后的环境信息生成图像反馈信息并通过数据传输装置将图像反馈信息反馈至真实飞行器。

进一步地，飞行器模型包括机体、机翼和舵面，飞行器模型根据真实飞行器的飞行姿态信息实时调整舵面的姿态。

应用本发明的技术方案，提供了一种飞行器立体展示系统，该飞行器立体展示系统通过姿态调整装置调整模拟真实飞行器的飞行器模型的飞行姿态，同时通过显示装置立体的展示真实飞行器的环境图像，姿态调整装置和显示装置的结合能够立体地、形象地展示飞行器的环境图像，同时能够将立体展示的环境图像与飞行器的飞行状态进行结合展示，带给观察者更为直观的体验。该飞行器立体展示系统与现有技术相比，其能够解决现有技术中飞行器展示系统不能够立体地展示飞行器的环境图像且不能将环境图像与飞行器飞行状态相结合的技术问题。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的具体实施例提供的飞行器立体展示系统的结构示意图；

图2示出了根据本发明的具体实施例提供的飞行器立体展示系统的飞行器模型的结构示意图；

图3示出了根据本发明的另一具体实施例提供的飞行器立体展示系统的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、飞行器模型；10a、机体；10b、机翼；10c、舵面；10c1、副翼舵；10c2、尾翼舵；10c3、方向舵；11、第一飞行器模型；12、第二飞行器模型；13、第三飞行器模型；20、姿态调整装置；20a、连杆；20b、云台；21、第一姿态调整装置；22、第二姿态调整装置；23、第三姿态调整装置；30、显示装置；31、第一显示组件；32、第二显示组件；33、第三显示组件；40、位置调整装置；50、数据传输装置；60、数据处理装置；A、第一真实飞行器；B、第二真实飞行器；C、第三真实飞行器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，根据本发明的具体实施例提供了一种飞行器立体展示系统，该飞行器立体展示系统包括飞行器模型10、姿态调整装置20和显示装置30。飞行器模型10用于模拟真实飞行器，飞行器模型10与姿态调整装置20连接，姿态调整装置20用于根据真实飞行器的飞行姿态信息实时调整飞行器模型10的飞行姿态，显示装置30包括至少两个显示组件，任意两个显示组件之间呈夹角设置，显示组件用于根据真实飞行器的环境信息实时显示真实飞行器的环境图像。

应用此种配置方式，提供了一种飞行器立体展示系统，该飞行器立体展示系统通过姿态调整装置调整模拟真实飞行器的飞行器模型的飞行姿态，同时通过显示装置立体的展示真实飞行器的环境图像，姿态调整装置和显示装置的结合能够立体地、形象地展示飞行器的环境图像，同时能够将立体展示的环境图像与飞行器的飞行状态进行结合展示，带给观察者更为直观的体验。该飞行器立体展示系统与现有技术相比，其能够解决现有技术中飞行器展示系统不能够立体地展示飞行器的环境图像且不能将环境图像与飞行器飞行状态相结合的技术问题。

进一步地，在本发明中，如图1所示，为了实现立体地、形象地展示飞行器的运行状态，显示装置30可配置为包括第一显示组件31、第二显示组件32和第三显示组件33，第一显示组件31、第二显示组件32和第三显示组件33中的任意两个显示组件之间垂直相接，第一显示组件31用于实时显示第一方向的环境图像，第二显示组件32用于实时显示第二方向的环境图像，第三显示组件33用于实时显示第三方向的环境图像。作为本发明的一个具体实施例，在如图1所示的直角坐标系中，第一显示组件31位于xoy面、第二显示组件32位于xoz面，第三显示组件33位于yoz面，第一显示组件31、第二显示组件32和第三显示组件33相交于o点。第一显示组件31可实时显示真实飞行器的下视环境图像，第二显示组件32可实时显示真实飞行器的右视环境图像，第三显示组件33可实时显示真实飞行器的前视环境图像，由此，显示装置30可形成空间立体的环境图像显示。

此外，在本发明中，为了模拟真实飞行器的飞行姿态，姿态调整装置20可配置为包括连杆20a和云台20b，连杆20a的一端与云台20b可转动地连接，连杆20a的另一端与显示装置30连接，飞行器模型10设置在云台20b上，云台20b带动飞行器模型10实时模拟真实飞行器的俯仰、滚转和偏航姿态。作为本发明的一个具体实施例，云台20b可配置为六轴云台20b，在如图1所示的直角坐标系中，云台20b能够以o为重心，沿x轴调整飞行器模型10的俯仰姿态，沿y轴调整飞行器模型10的滚转姿态，沿z轴调整飞行器模型10的偏航姿态，从而实现六自由度的运动模拟。在该实施例中，六轴云台20b因自身运动的角度范围限制而具有动作限幅功能，当真实飞行器的飞行姿态的角度在六轴云台20b自身运动角度范围之外时，六轴云台20b保持自身最大的运动角度即可。

进一步地，在本发明中，为了更为真实的模拟飞行器的运行状态，飞行器模型10可配置为包括机体10a、机翼10b和舵面10c，飞行器模型10根据真实飞行器的飞行姿态信息实时调整舵面10c的姿态。作为本发明的一个具体实施例，如图1和2所示，飞行器模型10为真实飞行器的缩比模型，飞行器模型10根据接收到的真实飞行器的舵面10c信息，调整飞行器模型10的舵面10c进而模拟出飞行器的真实舵动方向和角度。舵面10c包括但不限于副翼舵10c1、尾翼舵10c2和方向舵10c3。此外，飞行器模型10模拟真实飞行器的设备不限于舵面10c，可拓展至模拟发动机、载荷、航灯等设备，以及模拟发动机声音等飞行效果。

此外，在本发明中，当真实飞行器为多机协同飞行时，为了在展示系统中同步模拟展示多个飞行器，飞行器立体展示系统可配置为包括多个飞行器模型10和多个姿态调整装置20，多个飞行器模型10与多个真实飞行器一一对应设置，多个飞行器模型10和多个姿态调整装置20一一对应设置。作为本发明的一个具体实施例，如图3所示，当真实飞行器包括第一真实飞行器A、第二真实飞行器B和第三真实飞行器C时，飞行器立体展示系统设置为包括第一飞行器模型11、第二飞行器模型12和第三飞行器模型13以分别与第一真实飞行器A、第二真实飞行器B和第三真实飞行器C一一对应，同样对飞行器模型10起到支撑和姿态调整作用的姿态调整装置20设置为包括第一姿态调整装置21、第二姿态调整装置22和第三姿态调整装置23以分别与第一飞行器模型11、第二飞行器模型12和第三飞行器模型13一一对应。

进一步地，在本发明中，为了配合真实飞行器机群中各飞行器位置的变化，需要调整多个飞行器模型10之间的位置关系，为此飞行器立体展示系统还配置为包括位置调整装置40，位置调整装置40的一端与显示装置30连接，位置调整装置40的另一端与多个连杆20a可转动地连接，位置调整装置40根据真实飞行器的位置信息实时调整多个连杆20a之间的位置关系以改变多个飞行器模型10之间的位置关系。作为本发明的一个具体实施例，如图3所示，位置调整装置40可设置为三轴转台，三轴转台设置在坐标系的原点o处。当第二真实飞行器B由机群最后方飞行至机群最前方时，三轴转台控制连杆20a转动，带动第二飞行器模型12移至最前方，第一飞行器模型11和第三飞行器模型13分别根据第一真实飞行器A和第三真实飞行器C的位置做相应调整。

进一步地，在本发明中，当飞行器立体展示系统用于模拟展示多个真实飞行器时，显示装置30可根据展示需要选择在各个显示组件上显示的环境图像。例如，显示装置30可选择为展示多个真实飞行器机群中最外侧飞行器的环境图像，具体地，如图3所展示的三架真实飞行器协同飞行的场景中，第一飞行器模型11对应第一真实飞行器A位于机群最下方，第二飞行器模型12对应第二真实飞行器B位于机群最右方，第三飞行器模型13对应第三真实飞行器C位于机群最前方，按照显示装置30展示机群最外侧飞行器环境图像的方法，即第一显示组件31显示第一真实飞行器A的下视图像，第二显示组件32显示第二真实飞行器B的右视图像，第三显示组件33显示第三真实飞行器C的前视图像。由此可展示飞行器机群的最大范围的环境图形。此外，显示装置30还可选择为展示某一个真实飞行器的下视、右视和前视环节图像，或者，显示装置30还可在同一个显示组件上分区域显示多个飞行器的环境图像。

此外，在本发明中，作为本发明的一个具体实施例，当多个真实飞行器中各飞行器的位置发生变化时，显示装置30可根据真实飞行器之间的位置变化信息调整显示组件显示的的环境图像。例如，当第二真实飞行器B由机群最后方飞行至机群最前方时，第三显示组件33由原先显示第三真实飞行器C的前视环境图像改变为显示第二真实飞行器B的前视环境图像，此外第一显示组件31和第二显示组件32根据真实飞行器的位置变化情况进行图像切换。

进一步地，在本发明中，如图3所示，为了实现对真实飞行器飞行信息的同步模拟，飞行器立体展示系统还可配置为包括数据传输装置50和数据处理装置60。数据传输装置50用于实时接收真实飞行器的飞行姿态信息、位置信息和环境信息，数据处理装置60分别与数据传输装置50、姿态调整装置20、位置调整装置40和显示装置30连接，数据处理装置60用于处理数据传输装置50接收到的飞行姿态信息、位置信息和环境信息，并将处理后的飞行姿态信息、处理后的位置信息和处理后的环境信息分别传递至姿态调整装置20、位置调整装置40和显示装置30。作为本发明的一个具体实施例，数据处理装置60还可对接收到的环境信息进行实时缩放、截取和小窗口展示等操作。例如，当发现环境图像中存在特定目标需要重点显示时，数据处理装置60还可对特定目标的图像进行放大或在显示组件上开启小窗口进行专门显示。作为本发明的另一个具体实施例，数据处理装置60还可根据任务优先原则在显示组件上优先显示任务目标。例如，当真实飞行器飞至任务区域，数据处理装置60发现回传的图像中存在任务目标图像时，数据处理装置60控制该视角对应的显示组件优先环境图像显示任务目标。

此外，在本发明中，为了控制环境图像的精准获取，数据处理装置60还包括反馈单元，反馈单元用于根据处理后的环境信息生成图像反馈信息并通过数据传输装置50将图像反馈信息反馈至真实飞行器。作为本发明的一个具体实施例，真实飞行器上设置有图像传感器，图像传感器将拍摄到的图像传递至数据传输装置50和数据处理装置60，数据处理装置60对图像进行处理后若发现图像拍摄的角度或焦距等参数存在问题，通过反馈单元生成图像反馈信息并通过数据传输装置50将图像反馈信息反馈至真实飞行器上的图像传感器，从而调整图像传感器的拍摄角度或焦距等参数至合适大小。

进一步地，在本发明中，为了便于实现各部件之间的机械运转和数据传输，在各部件之间保证机械连接的同时可进行电气连接。作为本发明的一个具体实施例，显示装置30、连杆20a、云台20b和飞行器模型10之间的连接方式可同时采用机械连接和电缆连接，以保证数据和电能传输。

为了对本发明有进一步地了解，下面结合图1至图3对本发明的飞行器立体展示系统进行详细说明。

如图1至图3所示，根据本发明的具体实施例提供了一种飞行器立体展示系统，该飞行器立体展示系统包括飞行器模型10、姿态调整装置20、位置调整装置40、显示装置30、数据传输装置50和数据处理装置60。

飞行器模型10用于模拟真实飞行器，飞行器模型10设置在云台20b上，云台20b带动飞行器模型10实时模拟真实飞行器的俯仰、滚转和偏航姿态。飞行器模型10可根据真实飞行器的飞行姿态信息实时调整舵面10c的姿态。

连杆20a的一端与云台20b可转动地连接，连杆20a的另一端与位置调整装置40的一端连接，位置调整装置40的另一端与显示装置30的o点连接。位置调整装置40根据真实飞行器的位置信息实时调整三个连杆20a之间的位置关系以改变三个飞行器模型10之间的位置关系。

显示装置30包括第一显示组件31、第二显示组件32和第三显示组件33，任意两个显示组件之间垂直相接，第一显示组件31可实时显示真实飞行器的下视环境图像，第二显示组件32可实时显示真实飞行器的右视环境图像，第三显示组件33可实时显示真实飞行器的前视环境图像。

数据传输装置50用于实时接收真实飞行器的飞行姿态信息、位置信息和环境信息，并传递至数据处理装置60。

数据处理装置60分别与数据传输装置50、姿态调整装置20、位置调整装置40和显示装置30连接，数据处理装置60用于处理数据传输装置50接收到的飞行姿态信息、位置信息和环境信息，并将处理后的飞行姿态信息、处理后的位置信息和处理后的环境信息分别传递至姿态调整装置20、位置调整装置40和显示装置30，各装置根据接收到的信息进行动作调整或图像显示。

综上所述，本发明提供了一种飞行器立体展示系统，该飞行器立体展示系统通过姿态调整装置调整模拟真实飞行器的飞行器模型的飞行姿态，同时通过显示装置立体的展示真实飞行器的环境图像，姿态调整装置和显示装置的结合能够立体地、形象地展示飞行器的环境图像，同时能够将立体展示的环境图像与飞行器的飞行状态进行结合展示，带给观察者更为直观的体验。该飞行器立体展示系统与现有技术相比，其能够解决现有技术中飞行器展示系统不能够立体地展示飞行器的环境图像且不能将环境图像与飞行器飞行状态相结合的技术问题。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种飞行器立体展示系统，其特征在于，所述飞行器立体展示系统包括：

飞行器模型(10)，所述飞行器模型(10)用于模拟真实飞行器；

姿态调整装置(20)，所述飞行器模型(10)与所述姿态调整装置(20)连接，所述姿态调整装置(20)用于根据所述真实飞行器的飞行姿态信息实时调整所述飞行器模型(10)的飞行姿态；

显示装置(30)，所述显示装置(30)包括至少两个显示组件，任意两个所述显示组件之间呈夹角设置，所述显示组件用于根据所述真实飞行器的环境信息实时显示所述真实飞行器的环境图像。

2.根据权利要求1所述的飞行器立体展示系统，其特征在于，所述显示装置(30)包括第一显示组件(31)、第二显示组件(32)和第三显示组件(33)，所述第一显示组件(31)、所述第二显示组件(32)和所述第三显示组件(33)中的任意两个显示组件之间垂直相接，所述第一显示组件(31)用于实时显示第一方向的环境图像，所述第二显示组件(32)用于实时显示第二方向的环境图像，所述第三显示组件(33)用于实时显示第三方向的环境图像。

3.根据权利要求2所述的飞行器立体展示系统，其特征在于，所述姿态调整装置(20)包括连杆(20a)和云台(20b)，所述连杆(20a)的一端与所述云台(20b)可转动地连接，所述连杆(20a)的另一端与所述显示装置(30)连接，所述飞行器模型(10)设置在所述云台(20b)上，所述云台(20b)带动所述飞行器模型(10)实时模拟所述真实飞行器的俯仰、滚转和偏航姿态。

4.根据权利要求3所述的飞行器立体展示系统，其特征在于，所述飞行器立体展示系统包括多个所述飞行器模型(10)和多个所述姿态调整装置(20)，多个所述飞行器模型(10)与多个所述真实飞行器一一对应设置，多个所述飞行器模型(10)和多个所述姿态调整装置(20)一一对应设置。

5.根据权利要求4所述的飞行器立体展示系统，其特征在于，所述飞行器立体展示系统还包括位置调整装置(40)，所述位置调整装置(40)的一端与所述显示装置(30)连接，所述位置调整装置(40)的另一端与多个所述连杆(20a)可转动地连接，所述位置调整装置(40)根据所述真实飞行器的位置信息实时调整多个所述连杆(20a)之间的位置关系以改变多个所述飞行器模型(10)之间的位置关系。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的飞行器立体展示系统，其特征在于，所述飞行器立体展示系统还包括：

数据传输装置(50)，所述数据传输装置(50)用于实时接收所述真实飞行器的所述飞行姿态信息、所述位置信息和所述环境信息；

数据处理装置(60)，所述数据处理装置(60)分别与所述数据传输装置(50)、所述姿态调整装置(20)、所述位置调整装置(40)和所述显示装置(30)连接，所述数据处理装置(60)用于处理所述数据传输装置(50)接收到的所述飞行姿态信息、所述位置信息和所述环境信息，并将处理后的飞行姿态信息、处理后的位置信息和处理后的环境信息分别传递至所述姿态调整装置(20)、所述位置调整装置(40)和所述显示装置(30)。

7.根据权利要求6所述的飞行器立体展示系统，其特征在于，所述数据处理装置(60)还包括反馈单元，所述反馈单元用于根据所述处理后的环境信息生成图像反馈信息并通过所述数据传输装置(50)将所述图像反馈信息反馈至所述真实飞行器。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的飞行器立体展示系统，其特征在于，所述飞行器模型(10)包括机体(10a)、机翼(10b)和舵面(10c)，所述飞行器模型(10)根据所述真实飞行器的所述飞行姿态信息实时调整所述舵面(10c)的姿态。

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