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《虛擬仿真飛機(jī)座艙系統(tǒng)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、第14卷第4期系統(tǒng)仿真學(xué)報Vol.14No.42002年4月JOURNALOFSYSTEMSIMULATIONApril2002文章編號：1004-731X(2002)04-0488-05虛擬仿真飛機(jī)座艙系統(tǒng)戴樹嶺，雷小永，梅繼紅（北京航空航天大學(xué)先進(jìn)仿真技術(shù)航空科技重點實驗室，北京100083）摘要：首先介紹了一般意義的飛行模擬器與基于VR技術(shù)構(gòu)造的飛行仿真器主要區(qū)別，然后系統(tǒng)地闡述了基于VR技術(shù)的虛擬仿真飛機(jī)座艙系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬件組成及系統(tǒng)工作原理，討論了系統(tǒng)實現(xiàn)中的若干關(guān)鍵技術(shù)，包括立體顯示技術(shù)、同步問題及運(yùn)動預(yù)測與平滑等問題。我們認(rèn)為虛擬座艙將成為今
2、后含人仿真器的一種典型形式。關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實;虛擬座艙;立體顯示;同步;運(yùn)動預(yù)測與平滑中圖分類號：TP391.9文獻(xiàn)標(biāo)識碼：AVirtualCockpitSystemDAIShu-ling,LEIXiao-yong,MEIJi-hong(Dept.ofAutomaticControl,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100083,China)Abstract:Firstly,themaindifferencesbetweenthetraditionalsimulatorandVR-bas
3、edsimulatoraregiveninthispaper.Thenitintroducessystematicallyaboutthevirtualcockpitsystem,includingitsarchitecture,hardwareandtheprincipleofitworks.Secondly,thepaperdiscussessomekeytechnologiesofitsimplementation,includingstereoscopicdisplay,systemsynchronization,motionpredictionand
4、smooth.Finally,wedrawaconclusionthatinthefuturevirtualcockpitwillbecomearepresentativeformusedinthemannedsimulator'sapplication.Keywords:virtualreality;virtualcockpit;stereoscopicdisplay;synchronization;motionpredictionandsmooth1虛擬現(xiàn)實(VirtualReality)技術(shù)為我們提供了一種全1引言新的人機(jī)交互方式，它可以使人借助于一定的
5、設(shè)備，進(jìn)入到一般意義的飛行模擬器在實現(xiàn)方式上采用了實物界面數(shù)據(jù)空間中，與其中的各種物體進(jìn)行交互。虛擬座艙（Virtual加軟件仿真模型的形式。所謂實物界面是指與飛行員直接接Cockpit）就是以VR技術(shù)為人機(jī)交互方式而構(gòu)造的飛機(jī)仿真觸的各類飛機(jī)座艙內(nèi)的設(shè)備，如控制儀表面板、操縱機(jī)構(gòu)等，器，由于采用頭盔式顯示器（HMD）和數(shù)據(jù)手套（Dataglove）均采用與實際系統(tǒng)在尺寸和外觀上完全一樣的實物，使得飛取代了常規(guī)飛行模擬器的實物座艙及操縱機(jī)構(gòu)，使得虛擬座行員在座艙內(nèi)的感覺如同進(jìn)入真實飛機(jī)一樣；而對于界面艙在結(jié)構(gòu)以及仿真功能上具有較強(qiáng)的柔性，在硬件結(jié)構(gòu)不變“背后”
6、的各分系統(tǒng)，絕大多數(shù)采用借助于計算機(jī)軟件實現(xiàn)的情況下，改變軟件及數(shù)據(jù)庫即可實現(xiàn)不同機(jī)種或不同仿真的數(shù)學(xué)模型的形式來模擬其功能。功能的仿真任務(wù)，同時虛擬座艙的價格比常規(guī)模擬器要低的基于此種途徑實現(xiàn)的飛行模擬器，有其自身的優(yōu)缺點，多。隨著VR技術(shù)及其設(shè)備的發(fā)展和進(jìn)步，虛擬座艙將成為優(yōu)點主要表現(xiàn)在：今后含人仿真器的一種典型形式。國外同類研究已有一些較為成功的例子。如美國國防(1)系統(tǒng)的真實感強(qiáng)，飛行員在感官上容易產(chǎn)生臨場部下屬的STRICOM主持開發(fā)研制了基于TOPIT（Touched感；ObjectsPositionedInTime）技術(shù)的虛擬座艙系統(tǒng)（圖1，2(
7、2)飛行員無附加約束，因此訓(xùn)練效果好；所示），其中較有特色的TOPIT技術(shù)是由美國計算機(jī)圖形系(3)能提供多維感覺的仿真，如視覺、力感、觸覺等；統(tǒng)公司（ComputerGraphicsSystemsDevelopmentCorporation其缺點是：(CGSD)）研制，該系統(tǒng)于1998年獲專利。該系統(tǒng)使用SGI(1)系統(tǒng)造價高，因此加大了飛行員的訓(xùn)練成本；Onyx/RealityEngine2進(jìn)行成像，比我們使用的通用PC在成(2)系統(tǒng)柔性差，一種模擬器只能對應(yīng)一種飛機(jī)型號，本上要高很多，不利于推廣使用。無法實現(xiàn)一機(jī)多用；(3)系統(tǒng)龐大，很難適應(yīng)機(jī)動訓(xùn)練；2
8、虛擬座艙系統(tǒng)2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)收稿日期：2
