[发明专利]基于虚拟现实的仿真飞行实现方法

说明书

本发明实施例公开了一种基于虚拟现实的仿真飞行实现方法，包括应用于飞行模拟平台中，所述飞行模拟平台包括模拟座舱、视景系统、航电系统、飞控系统及六自由度运动平台；采集飞行员通过模拟座舱输入的控制信号；根据飞行动力学模型提供对应的飞行参数，通过虚幻4视景系统对飞行参数进行坐标变换，将获得的运动参数变为飞行员前庭中心坐标系下的参数；根据线性协调洗出算法将角运动与线运动产生的动感协调；根据预设的六自由度运动系统的反解算法对运动参数进行微积分反解，来计算控制平台运动过程中电动缸输入参数，得到电动缸的伸长量，并根据所述伸长量生成驱动信号来驱动六自由度运动平台，实现训练的模拟仿真飞行。

技术领域

本发明涉及飞行模拟技术领域，尤其涉及一种基于虚拟现实的仿真飞行实现方法。

背景技术

由于飞行模拟平台具有安全、可靠、方便、经济、工作效率高，且不受气象条件的限制等突出优点，因此发展相当迅速。它的历史可追溯至上个世纪20年代，在久十余年的发展历程中，飞行模拟平台经历了机械式、电子式和数字式的三个发展阶段。运动系统经历了单自由度、二自由度、三自由度到六自由度的发展阶段，控制方式由机械式、电子式最终过渡到数字式，训练手段由人工型、机械型到全数字计算机模拟型，视景系统由光学透明画和电影胶片到广泛采用闭路电视和摄像机投影以至到现在最流行的计算机虚拟现实的图形制作成像技术，模拟舱座从仅有部分模拟仪表发展到完整的同步式飞行仪表舱。

虚拟现实技术是利用计算机为用户提供一个交互式的可沉浸的身临其境的虚拟三维全景，而全息投影是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像技术。虚拟现实技术相比全息投影具有仿真度更高的体验。然而，虚拟现实成像距离短的特性导致了它存在给人带来的晕眩感强烈的问题。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于虚拟现实的仿真飞行实现方法，以使能够降低基于虚拟现实的仿真飞行过程中的晕眩感。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种基于虚拟现实的仿真飞行实现方法，应用于飞行模拟平台中，所述飞行模拟平台包括模拟座舱、视景系统、航电系统、飞控系统及六自由度运动平台，所述实现方法包括：

步骤1：采集飞行员通过模拟座舱输入的控制信号；

步骤2：根据预设的飞行动力学模型提供对应的飞行参数，所述飞行参数包括机体坐标系下3个轴向的加速度、3个角速度、角加速度和姿态角；

步骤3：根据预设的虚幻4视景系统对飞行参数进行坐标变换，将获得的运动参数变为飞行员前庭中心坐标系下的参数；

步骤4：根据预设的线性协调洗出算法将角运动与线运动产生的动感协调，通过坐标变换通道得出的参数分别再由滤波算法通道中的各个入口，经过滤波得到平台的位置及位姿参数，将得到的参数输飞行模拟平台系统中；

步骤5：根据预设的六自由度运动系统的反解算法对运动参数进行微积分反解，来计算控制平台运动过程中电动缸输入参数，得到六自由度运动平台的每个电动缸的伸长量，并根据所述伸长量生成驱动信号来驱动六自由度运动平台，实现模拟仿真飞行效果。

本发明实施例通过提出一种基于虚拟现实的仿真飞行实现方法，包括步骤1～步骤5，通过对姿态角进行坐标变换以及对飞行参数的洗出来控制六自由度运动平台的每个电动缸的伸长量，从而调整身体的姿态使视景与人的前庭感官尽可能的一致，解决了虚拟现实成像距离短导致晕眩感强烈的问题，进而到达了为飞行员提供高仿真度飞行的同时降低在运动过程中产生的晕眩感的技术效果。

附图说明

图1是输入输出加速度、位移和俯仰角曲线。

图2是x轴方向输入加速度曲线。

图3是x轴方向输出加速度曲线。

图4是输出角位移曲线。