CN206249032U - 一种基于仿真飞机的人机交互系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于仿真飞机的人机交互系统，包括仿真座舱、用于将座舱数据转换为飞行状态数据的飞行模拟计算机、将飞行状态数据转换为视景数据的视景显示计算机、视景显示器和用于计算飞机状态参数的显控仿真计算机，本实用新型分别采用三台计算机进行视景显示、飞行模拟、多功能显示器仿真，可维护性较高；其视景显示器采用大型显示器进行拼接，在保证仿真视界较大的前提下省去了投影幕及其投影融合部分，节省了成本；仿真座舱采用以太网现场总线来完成模拟设备和控制设备的互联工作，具有良好的数据交互能力以及扩展能力，实用性和经济性较好。

Description

一种基于仿真飞机的人机交互系统

技术领域

本实用新型涉及航空仿真技术领域，特别涉及一种基于仿真飞机的人机交互系统。

背景技术

近年来，随着计算机技术的不断进步，仿真的应用越来广泛。通常飞行模拟器主要硬件组成包括仿真模拟座舱和视景显示,飞机本体仿真可以根据需求进行半实物仿真，也可以进行全软件仿真。

现有的一些仿真模拟器大都存在一些问题：比如多通道投影视景系统，这种视景系统的优点是视界大，效果更加逼真，缺点是成本高，需要建设额外的球形、半球形或柱形投影幕，而且对占地有特殊要求，一般因为光线要求还要建设单独的视景间。并且投影式视景系统需要控制的计算机软件也比较多，一般需要视景软件、融合软件、投影仪控制软件，维护起来较为复杂。

再比如HOTAS游戏杆，HOTAS游戏杆虽有着代码获取简单的优点，但和坐在真实座舱的感受差别较大，无法为人机工效的研究提供可信的数据。

还有一些座舱的控制盒的数据采集是用电缆把设备的输入输出信号传送到计算机的各种板卡进行集中处理，这种采集方式随着模拟器复杂度的增加，相应的各方面成本也会随之增加，并且在后期的升级改造或系统扩展方面需要很大的成本投入。

实用新型内容

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，本实用新型提供了一种基于仿真飞机的人机交互系统，包括仿真座舱、飞行模拟计算机、视景显示计算机、视景显示器和显控仿真计算机。

仿真座舱包括多功能显示器、控制面板和采集控制模块，多功能显示器用于显示飞行状态数据，控制面板用于接收训练人员的操作信号，多功能显示器通过采集控制模块以工业以太网的形式与控制面板进行通信，仿真座舱通过采集控制模块将仿真座舱数据以工业以太网的形式传输给飞行模拟计算机，工业以太网的数据传输方式使得仿真座舱的数据采集控制量可任意扩充；

飞行模拟计算机将所述仿真座舱数据转换为飞行状态数据以工业以太网的形式传输给视景显示计算机和显控仿真计算机；

视景显示计算机将所述飞行状态数据转换为视景数据传输给视景显示器；

视景显示器将所述视景数据转换为视景仿真图像显示，其包括依次竖直放置且屏幕尺寸均相同的左显示屏、中显示屏和右显示屏；

显控仿真计算机与仿真座舱的多功能显示器连接，用于多功能显示器的数据仿真计算。

优选的，左显示屏与中显示屏之间的夹角和中显示屏与右显示屏之间的夹角均为120°，即左显示屏和右显示相对于中显示屏是对称放置的，视景显示器的水平视场角为180°、垂直视场角为33°，所述垂直视场角中的上视角为19°、下视角为14°。

优选的，飞行模拟计算机与仿真座舱、视景显示计算机、显控仿真计算机之间均使用网线连接，视景显示计算机与视景显示器之间、仿真座舱与显控仿真计算机之间均使用视频线连接。

优选的，左显示屏、中显示屏和右显示屏均安装在可移动基座上，以便于移动三块显示屏，随时调节其位置。

优选的，多功能显示器为一个触摸屏，触摸屏可同时显示出画面部分和按键部分以用于操作。

本实用新型提供的一种基于仿真飞机的人机交互系统，分别采用三台计算机进行视景显示、飞行模拟、多功能显示器仿真，可维护性较高；其视景显示器采用大型显示器进行拼接，在保证仿真视界较大的前提下省去了投影幕及其投影融合部分，节省了成本；仿真座舱采用以太网现场总线来完成模拟设备和控制设备的互联工作，具有良好的数据交互能力以及扩展能力，实用性和经济性较好。

附图说明

图1是人机交互系统的连接示意图；

图2是视景显示器的水平视场示意图；

图3是视景显示器的垂直视场示意图；

图4是仿真座舱与视景显示器的相对位置图。

附图标记：仿真座舱1，多功能显示器11，控制面板12，采集控制模块13，飞行模拟计算机2，视景显示计算机3，视景显示器4，左显示屏41，中显示屏42，右显示屏43，显控仿真计算机5。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

下面通过具体的实施例对本实用新型作进一步详细的描述。

具体实施例：

如图1所示，本实用新型提供的一种基于仿真飞机的人机交互系统，包括仿真座舱1、飞行模拟计算机2、视景显示计算机3、视景显示器4和显控仿真计算机5。

仿真座舱1，其包括多功能显示器11、控制面板12和采集控制模块13，多功能显示器11用于显示飞机状态参数；

本实施例中多功能显示器11为一个可同时显示出画面部分和按键部分以便于操作的触摸屏，能够满足模拟不同型号飞机的要求，所述触摸屏优选采用尺寸为20×8寸、分辨率为1920×768PPI(像素每英寸)的触摸屏；

控制面板12用于接收训练人员的操作信号，采集控制模块13通过网线实现控制面板12与多功能显示器11之间的通信，真座舱1中的采集控制模块13通过网线与飞行模拟计算机2相连接，并且采集控制模块13同样通过网线将仿真座舱1中收集的仿真座舱数据传输给飞行模拟计算机2。

飞行模拟计算机2通过网线将所述仿真座舱数据转换为飞行状态数据传输给视景显示计算机3和显控仿真计算机5；

视景显示计算机3通过视频线将所述飞行状态数据转换为视景数据传输给视景显示器4，视景显示计算机3优选采用单机多通道图形计算机。

视景显示器4将所述视景数据转换为视景仿真图像显示，其包括依次竖直放置且屏幕尺寸均相同的左显示屏41、中显示屏42和右显示屏43，上述这三块显示屏优选采用大屏幕液晶显示屏进行拼接，以扩大仿真中的视界，左显示屏41与中显示屏42之间的夹角和中显示屏41与右显示屏43之间的夹角均为120°，上述三块显示屏均优选安装在一个整体可移动基座上，以便于根据眼点位置进行视场角调节；

如图2所示，将视景显示器4的水平视场角调节为180°，即视景显示器4的竖直边缘与眼点6连线的夹角为180°，左显示屏41、中显示屏42和右显示屏43以飞行训练人员眼点为中心，使视景显示器4的中心与模拟座舱使用者的眼点重合；

如图3所示，将视景显示器4的垂直视场角调节为33°，即视景显示器4的水平边缘与眼点6连线的夹角为33°，将垂直视场角中的上视角调节为19°、下视角调节为14°，即视景显示器4的上部水平边缘与水平面的夹角为19°，下部水平边缘与水平面的夹角为14°。

显控仿真计算机5通过视频线与仿真座舱1的采集控制模块13连接，进而与多功能显示器11进行数据传输，显控仿真计算机5用于多功能显示器11的数据仿真计算，显控仿真计算机5优选采用DELL的T5500型计算机。

如图4所示，飞行训练人员在仿真机舱1内，正面面对视景显示器4，当操作控制面板时，信号经过采集控制模块13、飞行模拟计算机2、视景显示计算机3反映到视景显示器4中，以显示出相对应的飞机模拟画面，同时所述信号在飞行模拟计算机2处还被传输到显控仿真计算机5，然后再通过采集控制模块13反馈到多功能显示器11中，以显示出相对应的飞机状态参数，以此实现人机交互功能。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种基于仿真飞机的人机交互系统，其特征在于，包括：

仿真座舱(1)，其包括多功能显示器(11)、控制面板(12)和采集控制模块(13)，多功能显示器(11)用于显示飞机状态参数，控制面板(12)用于接收训练人员的操作信号，多功能显示器(11)通过采集控制模块(13)以工业以太网的形式与控制面板(12)进行通信，仿真座舱(1)通过采集控制模块(13)将仿真座舱数据以工业以太网的形式传输给飞行模拟计算机(2)；

飞行模拟计算机(2)，将所述仿真座舱数据转换为飞行状态数据以工业以太网的形式传输给视景显示计算机(3)和显控仿真计算机(5)；

视景显示计算机(3)，将所述飞行状态数据转换为视景数据传输给视景显示器(4)；

视景显示器(4)，将所述视景数据转换为视景仿真图像显示，其包括依次竖直放置且屏幕尺寸均相同的左显示屏(41)、中显示屏(42)和右显示屏(43)；

显控仿真计算机(5)，与仿真座舱(1)的多功能显示器连接，用于多功能显示器的数据仿真计算。

2.根据权利要求1所述的基于仿真飞机的人机交互系统，其特征在于，左显示屏(41)与中显示屏(42)之间的夹角和中显示屏(42)与右显示屏(43)之间的夹角均为120°，视景显示器(4)的水平视场角为180°、垂直视场角为33°，所述垂直视场角中的上视角为19°、下视角为14°。

3.根据权利要求1所述的基于仿真飞机的人机交互系统，其特征在于，飞行模拟计算机(2)与仿真座舱(1)、视景显示计算机(3)、显控仿真计算机(5)之间均使用网线连接，视景显示计算机(3)与视景显示器(4)之间、仿真座舱(1)与显控仿真计算机(5)之间均使用视频线连接。

4.根据权利要求1所述的基于仿真飞机的人机交互系统，其特征在于，左显示屏(41)、中显示屏(42)和右显示屏(43)均安装在可移动基座上。

5.根据权利要求1所述的基于仿真飞机的人机交互系统，其特征在于，多功能显示器(11)为一个触摸屏，触摸屏可同时显示出画面部分和按键部分以用于操作。