CN115062364A - 飞行器的仿真演示方法、电子设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供飞行器的仿真演示方法、电子设备和存储介质。三维视景包括所述飞行器的三维模型,该方法包括:确定所述三维模型在所述三维视景的运动参数,所述运动参数反映所述三维模型在所述三维视景中的运动速度、运动方向和/或运动姿态;将所述运动参数输入至惯组等效器,以得到所述惯组等效器的输出数据;将所述惯组等效器的输出数据输入至导航计算机等效器,从而能够使得导航计算机等效器通过所述惯组等效器的输出数据,对飞行器进行仿真演示。
Description
技术领域
本申请涉及仿真技术领域,具体涉及飞行器的仿真演示方法、电子设备和存储介质。
背景技术
为进一步深化教学研究,提高任职培训的针对性,通常需要为参训对象提供飞行器的仿真演示。因此,如何针对飞行器进行仿真演示至关重要。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供飞行器的仿真演示方法、电子设备和存储介质,用于解决现有技术中的技术问题。
本申请实施例第一方面提供了一种飞行器的仿真演示方法,三维视景包括所述飞行器的三维模型,所述方法包括:
确定所述三维模型在所述三维视景的运动参数,所述运动参数反映所述三维模型在所述三维视景中的运动速度、运动方向和/或运动姿态;
将所述运动参数输入至惯组等效器,以得到所述惯组等效器的输出数据;
将所述惯组等效器的输出数据输入至导航计算机等效器,以使得所述导航计算机等效器通过所述惯组等效器的输出数据,对所述飞行器进行仿真演示。
于一实施例中,确定所述三维模型在所述三维视景的运动参数,具体包括:
采集所述三维模型在所述三维视景中的形态变化数据,所述形态变化数据反映所述三维模型在所述三维视景中,空间姿态的变化和/或质心位置的变化;
利用所述形态变化数据以及运动时长,确定所述运动参数。
于一实施例中,采集所述三维模型在所述三维视景中的形态变化数据,具体包括:
在所述三维模型根据用户控制指令的指示,发生空间姿态和/或空间位置的变化时,采集所述三维模型在所述三维视景中的形态变化数据。
于一实施例中,所述用户控制指令通过如下任意一种方式输入:
鼠标的点击和/或拖拽;
对触控屏幕的触控;
程序UI界面的控件;
键盘的按键;
UDP、串口等等外部接口输入的控制指令;
用于对所述三维模型的运动进行设置的配置文件。
于一实施例中,确定所述三维模型在所述三维视景的运动参数,具体包括:
从数据库获取所述三维模型在所述三维视景中的形态变化数据,所述形态变化数据反映所述三维模型在所述三维视景中,空间姿态的变化和/或质心位置的变化;
利用所述形态变化数据以及运动时长,确定所述运动参数。
于一实施例中,所述方法还包括:
惯组等效器根据输入的运动参数,通过运动时间换算成惯组六分量;
惯组等效器根据用户选择是否使用传递函数,来确定输出数据。
于一实施例中,惯组等效器根据用户选择是否使用传递函数,来确定输出数据,具体包括:
惯组等效器在用户选择使用传递函数的情况下,利用传递函数对所述惯组六分量进行处理,以确定所述输出数据;或,
惯组等效器在用户选择不使用传递函数的情况下,将所述惯组六分量确定为所述输出数据。
于一实施例中,所述方法还包括:利用应用程序构建所述三维视景,并在所述三维视景中加载所述三维模型。
本申请实施例第三方面提供了一种电子设备,包括:
处理器;
用于存储处理器可执行指令的存储器;其中,所述处理器被配置为执行上述第一方面任一项所述的方法。
本申请实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序可由处理器执行以完成上述第一方面任一项所述的方法。
采用本申请实施例所提供的飞行器的仿真演示方法,包括确定飞行器的三维模型在三维视景的运动参数,该运动参数反映三维模型在三维视景中的运动速度、运动方向和/或运动姿态,然后将该运动参数输入至惯组等效器,以得到惯组等效器的输出数据,然后将惯组等效器的输出数据输入至导航计算机等效器,从而能够使得导航计算机等效器通过该惯组等效器的输出数据,对飞行器进行仿真演示。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1为本申请一实施例提供的电子设备的具体结构示意图。
图2为本申请一实施例提供的,电子设备与用户终端交互示意图;
图3为本申请一实施例提供的,飞行器仿真演示方法的具体流程示意图;
图4为本申请一实施例提供的,惯组等效器输出数据的具体流程示意图;
图5为本申请一实施例提供的,飞行器仿真演示装置的具体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性或先后顺序。
如前所述,为了提高任职培训的针对性,通常需要为参训对象提供飞行器的仿真演示。因此,如何针对飞行器进行仿真演示至关重要。
基于此,本申请实施例提供了飞行器的仿真演示方法、电子设备和存储介质,能够用于对飞行器进行仿真演示。如图1所示,为本实施例所提供的一种电子设备1,该电子设备1包括:至少一个处理器11和存储器12,图1中以一个处理器为例。处理器11和存储器12可以通过总线10连接,存储器12存储有可被处理器11执行的指令,指令被处理器11执行,以使电子设备1可执行下述的实施例中方法的全部或部分流程。
在实际应用中,该电子设备1可以是笔记本电脑、台式电脑或其组成的服务器或服务器集群等,也可以是诸如手机、平板电脑等触控设备。
如图2所示,在实际应用中,电子设备1还可以对接一个或多个用户终端2,电子设备1可以分别和每个用户终端2进行数据通信。该用户终端可以是用户的手机、笔记本电脑、台式电脑等。于一实施例中,用户通过用户终端2向电子设备1发送用户控制指令,从而指示三维模型进行空间姿态和/或空间位置的变化。
如图3所示为本申请一实施例的飞行器的仿真演示方法的流程示意图,该方法部分或全部步骤可由图1所示的电子设备1来执行,该方法包括如下的步骤:
步骤S31:确定飞行器的三维模型在三维视景的运动参数。
需要说明的是,该三维视景包括该飞行器的三维模型,其中,该三维视景通过三维的方式展示该三维模型以及三维模型周边的环境。在实际应用中,可以利用应用程序构来建三维视景,并在构建出该三维视景之后,进一步在三维视景中加载飞行器的三维模型。
比如,在任职培训中,通常可以先构建诸如液体火箭、飞机等飞行器的三维模型,并且利用三维仿真软件来构建三维视景,然后将飞行器的三维模型加载至三维视景。
其中,该运动参数能够反映三维模型在三维视景中的运动速度、运动方向和/或运动姿态。比如该运动参数只反映三维模型在三维视景中的运动速度,或该运动参数只反映三维模型在三维视景中的运动方向,或该运动参数只反映三维模型在三维视景中的运动姿态,或运动参数反映三维模型在三维视景中的运动速度和运动方向,或运动参数反映三维模型在三维视景中的运动速度、运动方向和运动姿态等。
因此,为了确定该运动参数,通常可以先获取三维模型在三维视景中的形态变化数据,然后利用该形态变化数据来确定该运动参数,其中,该形态变化数据反映三维模型在三维视景中,空间姿态的变化和/或质心位置的变化。其中,该质心位置具体指三维模型的质心,在三维视景中的空间位置。
对于获取该形态变化数据的具体方式,可以是从数据库中获取该形态变化数据,也可以是采集得到该形态变化数据。
于一实施例中,可以是在观测到三维模型在三维视景中,发生空间姿态和/或空间位置的变化(空间位置的变化反映该三维模型的质心位置发生变化)时,采集三维模型在三维视景中的形态变化数据,然后利用形态变化数据以及运动时长,确定该运动参数;于一实施例中,还可以是在三维模型根据用户控制指令的指示,发生空间姿态和/或空间位置的变化时,采集三维模型在三维视景中的形态变化数据,然后利用形态变化数据以及运动时长,确定该运动参数。
其中,用户控制指令通过如下任意一种方式输入:鼠标的点击和/或拖拽;对触控屏幕的触控;程序UI界面的控件;键盘的按键;诸如UDP、串口等外部接口输入的控制指令;用于对所述三维模型的运动进行设置的配置文件。
比如,用户可以通过鼠标的点击和/或拖拽,来输入用户控制指令,这样三维模型能够根据用户控制指令的指示,发生空间姿态和/或空间位置的变化;具体来说,用户能够通过鼠标对三维模型进行点击和/或拖拽,从而使三维模型进行移动或旋转,因此发生空间姿态和空间位置的变化(此时,发生了质心位置的变化),然后采集三维模型在三维视景中的形态变化数据,进而利用形态变化数据以及运动时长,确定运动参数。其中,利用形态变化数据以及运动时长,确定运动参数的具体方式可以是,计算出形态变化数据对运动时长的变化率,将该变化率确定为该运动参数。
于一实施例中,三维视景中飞行器的三维模型包括按钮、滑块等UI部件,并且通过触控屏幕对三维模型进行展示,此时用户可以对触控屏幕进行触控,来输入用户控制指令,从而根据该用户控制指令的指示,使三维模型发生空间姿态和/或空间位置的变化。比如,用户可以对触控屏幕进行触控,从而使三维模型进行移动或旋转,因此发生空间姿态和空间位置的变化。
于一实施例中,可以使用但不限于UDP、串口等来输入用户控制指令,从而根据该用户控制指令的指示,使三维模型发生空间姿态和/或空间位置的变化。比如,用户可以将真实的物理惯组等效器通过串口连接至,从而使三维模型进行移动或旋转,因此发生空间姿态和空间位置的变化。
于一实施例中,用户还可以预先设置,用于对三维模型的运动进行设置的配置文件,该配置文件可以是脚本程序等,在设置该配置文件之后,比如可以通过定时任务等方式,进行配置文件的加载和运行,从而生成用户控制指令,进而根据该用户控制指令的指示,使三维模型发生空间姿态和/或空间位置的变化。
步骤S32:将运动参数输入至惯组等效器,以得到惯组等效器的输出数据。
其中,惯组等效器具有与惯组等效的功能,其中,惯组是重要的姿态敏感器件,能够用于确定飞行器飞行时在三个相互正交的基准方向上的姿态角和加速度等信息。
在该步骤S32中,可以将步骤S31所确定出的运动参数作为惯组等效器的输入数据,输入至该惯组等效器,以得到惯组等效器的输出数据。其中,将运动参数输入至惯组等效器之后,能够利用惯组等效器中的预设传递函数对该运动参数进行处理,并将处理结果作为惯组等效器的输出数据。
在实际应用中,如图4所示,该步骤S32可以具体包括步骤S321和步骤S322。
步骤S321:惯组等效器根据输入的运动参数,通过运动时间换算成惯组六分量,其中,该惯组六分量包括三个方向的加速度和三个方向的角速度。
其中,以下将以惯组六分量,代指三个方向的加速度和三个方向的角速度。
需要进一步说明的是,惯组等效器在对运动参数进行处理之前,通常还需要将运动参数从三维世界坐标系转换至惯组本体坐标系,然后再对运动参数进行处理。其中,将运动参数从三维世界坐标系转换至惯组本体坐标系,具体方式可以采用如下所示的,运动参数从三维世界坐标系转换至惯组本体系的方法:
式中M为从三维世界坐标系到惯组本体系的转移矩阵。
以上公式一、公式二、公式三即根据运动参数求取惯组六分量的过程。当然,如果运动参数是速度+旋转角度,则只是用公式二、公式三。如果运动参数是位置+旋转角速度,则只使用公式一、公式二。如果运动参数是速度+旋转角速度,则只使用公式二。
S322:惯组等效器根据用户选择是否使用传递函数,来确定惯组等效器的输出值(即输出数据)。
其中,在用户选择使用传递函数的情况下,惯组六分量需经过如下方式处理,并将如下方式处理的结果作为惯组等效器的输出值。
该预设传递函数为惯组等效器中,用于对惯组等效器的惯组六分量进行处理的函数。在实际应用中,该预设传递函数可以为下述的公式四或公式五:
传递函数离散化得到:
整理得:
改写为:
将仅保留y(k)在左侧:
步骤S33:将惯组等效器的输出数据输入至导航计算机等效器,以使得导航计算机等效器通过惯组等效器的输出数据,对飞行器进行仿真演示。
其中,导航计算机等效器具有与导航计算机等效的功能,其中,导航计算机是指用于确定飞行器的轨道参数,并对所测得数据进行数制变换以及导航定位和修正等的计算机。
因此,在得到惯组等效器的输出数据之后,可以将该惯组等效器的输出数据输入至导航计算机等效器,这样使得导航计算机等效器能够通过惯组等效器的输出数据,对飞行器进行仿真演示。
其中,导航计算机等效器通过惯组等效器的输出数据,能够利用仿真算法对飞行器进行仿真演示,该仿真算法可以是四元数更新法、四阶龙格-库塔法、实时龙格-库塔法、变步长龙格库塔法等,这里对此并不具体限定。
采用本申请实施例所提供的飞行器的仿真演示方法,包括确定飞行器的三维模型在三维视景的运动参数,该运动参数反映三维模型在三维视景中的运动速度、运动方向和/或运动姿态,然后将该运动参数输入至惯组等效器,以得到惯组等效器的输出数据,然后将惯组等效器的输出数据输入至导航计算机等效器,从而能够使得导航计算机等效器通过该惯组等效器的输出数据,对飞行器进行仿真演示。
需要进一步说明的是,对于本申请实施例上述所提供的飞行器仿真演示方法,其包括确定飞行器的三维模型在三维视景的运动参数,然后将运动参数输入至惯组等效器,以得到惯组等效器的输出数据,然后将惯组等效器的输出数据输入至导航计算机等效器,以使得导航计算机等效器通过惯组等效器的输出数据,对飞行器进行仿真演示。由于将运动参数输入至惯组等效器之后,可以通过惯组等效器中的预设传递函数对该运动参数进行处理,并将处理结果作为惯组等效器的输出数据,也可以直接将该运动参数作为惯组等效器的输出数据。
基于与本申请实施例所提供的,飞行器的仿真演示方法相同的发明构思,本申请实施例还提供了一种飞行器的仿真演示装置,对于该装置实施例,如有不清楚之处,可以参考方法实施例的相应内容。如图5所示为该飞行器的仿真演示装置的具体结构示意图,三维视景包括所述飞行器的三维模型。该装置40包括运动参数确定单元401、惯组等效器输出数据确定单元402和仿真演示单元403,其中:
运动参数确定单元401,用于确定所述三维模型在所述三维视景的运动参数,所述运动参数反映所述三维模型在所述三维视景中的运动速度、运动方向和/或运动姿态;
惯组等效器输出数据确定单元402,用于将所述运动参数输入至惯组等效器,以得到所述惯组等效器的输出数据;
仿真演示单元403,用于将所述惯组等效器的输出数据输入至导航计算机等效器,以使得所述导航计算机等效器通过所述惯组等效器的输出数据,对所述飞行器进行仿真演示。
采用本申请实施例所提供的装置40,由于该装置40采用与本申请实施例所提供的,飞行器的仿真演示方法相同的发明构思,在该飞行器的仿真演示方法能够解决技术问题的前提下,该装置40也能够解决技术问题,这里对此不再赘述。
另外,在实际应用中,通过将该装置40与具体硬件设备相结合所取得的技术效果,也在本申请的保护范围之内,比如采用分布式集群的方式将该装置40中的不同单元布设于分布式集群中的不同节点中,从而进一步提高处理效率等;或,结合云技术等,降低成本。
在实际应用中,运动参数确定单元401可以具体包括采集子单元和第一确定子单元,其中:采集子单元,用于采集所述三维模型在所述三维视景中的形态变化数据,所述形态变化数据反映所述三维模型在所述三维视景中,空间姿态的变化和/或质心位置的变化;第一确定子单元,用于利用所述形态变化数据以及运动时长,确定所述运动参数。
该采集子单元还可以具体包括采集子模块,用于在所述三维模型根据用户控制指令的指示,发生空间姿态和/或空间位置的变化时,采集所述三维模型在所述三维视景中的形态变化数据。
其中,所述用户控制指令通过如下任意一种方式输入:鼠标的点击和/或拖拽;对触控屏幕的触控;程序UI界面的控件;键盘的按键;诸如UDP、串口等外部接口输入的控制指令;用于对所述三维模型的运动进行设置的配置文件。
在实际应用中,运动参数确定单元401还可以具体包括获取子单元和第二确定子单元,其中:获取子单元,用于从数据库获取所述三维模型在所述三维视景中的形态变化数据,所述形态变化数据反映所述三维模型在所述三维视景中,空间姿态的变化和/或质心位置的变化;第二确定子单元,用于利用所述形态变化数据以及运动时长,确定所述运动参数。
该装置还可以包括设置于惯组等效器中的换算单元和惯组输出数据确定单元,其中:
换算单元,用于根据输入的运动参数,通过运动时间换算成惯组六分量;
惯组输出数据确定单元,用于根据用户选择是否使用传递函数,来确定输出数据。
其中,惯组输出数据确定单元,用于在用户选择使用传递函数的情况下,利用传递函数对所述惯组六分量进行处理,以确定所述输出数据;或,在用户选择不使用传递函数的情况下,将所述惯组六分量确定为所述输出数据。
该装置40还可以包括构建单元,用于利用应用程序构建所述三维视景,并在所述三维视景中加载所述三维模型。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该存储介质储有计算机程序,该计算机程序可由处理器执行,以完成上述实施例中方法的全部或部分流程。其中,存储介质可为磁盘、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)、随机存储记忆体(RandomAccess Memory,RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive,缩写:HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive,SSD)等。存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
虽然结合附图描述了本发明的实施例,但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种飞行器的仿真演示方法,其特征在于,三维视景包括所述飞行器的三维模型,所述方法包括:
确定所述三维模型在所述三维视景的运动参数,所述运动参数反映所述三维模型在所述三维视景中的运动速度、运动方向和/或运动姿态;
将所述运动参数输入至惯组等效器,以得到所述惯组等效器的输出数据;
将所述惯组等效器的输出数据输入至导航计算机等效器,以使得所述导航计算机等效器通过所述惯组等效器的输出数据,对所述飞行器进行仿真演示。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,确定所述三维模型在所述三维视景的运动参数,具体包括:
采集所述三维模型在所述三维视景中的形态变化数据,所述形态变化数据反映所述三维模型在所述三维视景中,空间姿态的变化和/或质心位置的变化;
利用所述形态变化数据以及运动时长,确定所述运动参数。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,采集所述三维模型在所述三维视景中的形态变化数据,具体包括:
在所述三维模型根据用户控制指令的指示,发生空间姿态和/或空间位置的变化时,采集所述三维模型在所述三维视景中的形态变化数据。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述用户控制指令通过如下任意一种方式输入:
鼠标的点击和/或拖拽;
对触控屏幕的触控;
程序UI界面的控件;
键盘的按键;
外部接口输入的控制指令;
用于对所述三维模型的运动进行设置的配置文件。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,确定所述三维模型在所述三维视景的运动参数,具体包括:
从数据库获取所述三维模型在所述三维视景中的形态变化数据,所述形态变化数据反映所述三维模型在所述三维视景中,空间姿态的变化和/或质心位置的变化;
利用所述形态变化数据以及运动时长,确定所述运动参数。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
惯组等效器根据输入的运动参数,通过运动时间换算成惯组六分量;
惯组等效器根据用户选择是否使用传递函数,来确定输出数据。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,惯组等效器根据用户选择是否使用传递函数,来确定输出数据,具体包括:
惯组等效器在用户选择使用传递函数的情况下,利用传递函数对所述惯组六分量进行处理,以确定所述输出数据;或,
惯组等效器在用户选择不使用传递函数的情况下,将所述惯组六分量确定为所述输出数据。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:利用应用程序构建所述三维视景,并在所述三维视景中加载所述三维模型。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:
处理器;
用于存储处理器可执行指令的存储器;其中,所述处理器被配置为执行如权利要求1-8任意一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序可由处理器执行以完成权利要求1-8任意一项所述的方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210977786.7A CN115062364A (zh) | 2022-08-16 | 2022-08-16 | 飞行器的仿真演示方法、电子设备和存储介质 |
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ID=83208463
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CN202210977786.7A Pending CN115062364A (zh) | 2022-08-16 | 2022-08-16 | 飞行器的仿真演示方法、电子设备和存储介质 |
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CN (1) | CN115062364A (zh) |
Citations (2)
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US20050230557A1 (en) * | 2003-12-30 | 2005-10-20 | Canadian Space Agency | Zero-G emulating testbed for spacecraft control system |
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-
2022
- 2022-08-16 CN CN202210977786.7A patent/CN115062364A/zh active Pending
Patent Citations (2)
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220916 |