技术领域
[0001] 本
发明涉及飞行
模拟器，尤其涉及一种飞机模拟座舱控制系统。
背景技术
[0002] 模拟训练已成为军事与航天中的一个重要课题，模拟训练又称模拟仿真，在军事方面进行建模，然后利用仿真的技术进行模拟战局、战略、战术的方法。这种方法应用系统论的观点，并且利用数学建模等多种建模方法。在实践中，模拟训练对于军事作战的指挥有着很大的指导作用。尤其飞行员的培养成本特别昂贵，当代一个战斗机飞行员的培养成本达到了至少2000万一名，光航油就得消耗2000吨，油费就占了1400万，合格的飞行员每年至少训练完成每年1000小时飞行记录，还有演习弹药损耗和舱内
飞行模拟器磨损与零件更换。每次训练都是钱，飞行员的价格超过体重黄金，一个能打仗的飞行员至少花了2倍他的体重黄金。而且除去成本外，还有安全上的问题。
[0003] 飞行模拟器，从广义上来说，就是用来模拟
飞行器飞行的机器。它是能够复现飞行器及空中环境并能够进行操作的模拟装置，而且能耗比实飞低了很多。如果能用飞行模拟器完成一部分训练的话，既能提高实飞时的安全系数，也能降低不少飞行员的训练成本。现在市场上有不少飞行模拟器，但是大多只是在座椅前提供一个操控台来让人进行体验操作，与使用者的交互不多，缺乏反馈数据，训练效果得不到太大的提升。
发明内容
[0004] 针对上述技术问题，本发明
实施例提供了一种飞机模拟座舱控制系统。
[0005] 本发明实施例提供一种飞机模拟座舱控制系统，所述飞机模拟座舱计算机辅助系统包括计算机辅助系统、交互模
块、生理状态侦测模块、紧急停运模块、辅助显示模块，其中，所述计算机辅助系统与所述交互模块、所述生理状态侦测模块、所述紧急停运模块、所述辅助显示模块分别通信；
[0006] 所述计算机辅助系统包括
服务器和客户端，所述客户端包括VR眼镜，所述客户端根据用户在所述服务器上设置的训练参数呈现对应的虚拟飞行场景，并通过所述VR眼镜将所述虚拟飞行场景呈现给当前训练者；
[0007] 所述交互模块用于接收当前训练者输入的操作指令，所述客户端根据所述操作指令模拟飞行模拟器在所述虚拟飞行场景中飞行，所述交互模块具有座椅；
[0008] 所述生理状态侦测模块可佩戴，且所述生理状态侦测模块用于监控当前训练者的生理参数；
[0009] 所述紧急停运模块用于在所述飞行模拟器处于故障状态和/或所述生理参数超出预设参数
阈值、或者在接收到用户触发指令时，将所述飞行模拟器恢复至预设的所述飞行模拟器在所述虚拟飞行场景中的初始
位置或所述虚拟飞行场景中距离所述飞行模拟器当前位置最近的
水平位置，并将所述飞行模拟器
锁定；
[0010] 所述辅助显示模块用于显示所述飞行模拟器的飞行参数和/或所述飞行模拟器的状态信息，并通过所述VR眼镜呈现给当前训练者。
[0011] 可选地，所述训练参数包括机型信息、环境参数、
风力参数、特性参数、特情训练模式、
硬件检测、编组信息、数据存储信息和武器弹药信息中的一个或多个；
[0012] 其中，所述环境参数用于指示所述虚拟飞行场景的地形信息和天气信息；
[0013] 所述
风力参数用于指示所述虚拟飞行场景中不同高度位置的风向和/或风速；
[0014] 所述特性参数用于指示是否在所述虚拟飞行场景中设置虚拟飞机；
[0015] 所述特情训练模式包括：所述飞行模拟器飞行过程中无故障出现的训练模式、所述飞行模拟器飞行过程中出现随机故障的训练模式、所述飞行模拟器飞行过程中出现预设故障的训练模式；
[0016] 所述编组信息包括：当前训练者的身份信息和/或其所属班级信息；
[0017] 所述数据存储信息包括：当前训练参数、当前训练者的成绩数据和生理参数；
[0018] 所述武器弹药信息包括挂载导弹训练、空中发射打击目标训练、空中对战训练和战术演练中的至少一种。
[0019] 可选地，所述交互模块包括主体、驾驶盘、
油门、操控杆和脚蹬，所述座椅、所述驾驶盘、所述油门、所述操控杆和所述脚蹬设于所述主体上；
[0020] 所述驾驶盘用于控制所述飞行模拟器的副翼；
[0021] 所述油门用于控制所述飞行模拟器的速度；
[0022] 所述操控杆用于控制所述飞行模拟器的升降
舵；
[0023] 所述脚蹬用于控制所述飞行模拟器的方向舵。
[0024] 可选地，所述生理状态侦测模块包括心率监测模块和血压监测模块。
[0025] 可选地，所述飞机模拟座舱控制系统还包括无线数据接收端，所述无线数据接收端与所述计算机辅助系统通信，所述计算机辅助系统将所述生理状态侦测模块监控的生理参数发送至所述无线数据接收端。
[0026] 可选地，所述生理状态侦测模块为智能手环。
[0027] 可选地，所述计算机辅助系统在所述心率监测模块监测的心率超出预设心率阈值或所述血压监测模块监测的血压超出第一预设血压阈值或所述血压监测模块监测的低压值低于第二预设血压阈值时，输出报警信息，并启动所述紧急停运模块。
[0028] 可选地，所述飞机模拟座舱控制系统包括语音对话模块和运行
信号灯，所述计算机辅助系统在所述心率监测模块监测的心率超出预设心率阈值或所述血压监测模块监测的血压超出第一预设血压阈值或所述血压监测模块监测的低压值低于第二预设血压阈值时，通过所述语音对话模块以语音方式输出所述报警信息，并控制所述运行信号灯显示预设
颜色，该预设颜色用于提示所述心率监测模块监测的心率超出预设心率阈值或所述血压监测模块监测的血压超出第一预设血压阈值或所述血压监测模块监测的低压值低于第二预设血压阈值。
[0029] 可选地，所述辅助显示系统包括设于所述交互模块上的飞行模拟器的仪
表盘和飞行器状态显示模块，所述仪表盘用于显示所述飞行模拟器的飞行参数；
[0030] 所述显示模块用于显示所述飞行模拟器的状态信息。
[0031] 可选地，所述飞行参数包：高度、速度和地理位置。
[0032] 本发明实施例提供的技术方案中，采用
虚拟现实技术与软硬件设备相结合，构建一个逼真的座舱系统；同时，通过生理状态侦测模块实时监控训练者的生理参数，传输给服务器，因此相对于
现有技术的
液晶屏显示，沉浸式、情景式、参与式体验，本发明实施例能够直观、全面地了解到模拟训练对训练者的成效，提高了模拟训练效果。
附图说明
[0033] 图1为本发明实施例中飞机模拟座舱控制系统一个实施例示意图；
[0034] 图2为本发明实施例中计算机辅助系统一实施例示意图；
[0035] 图3为本发明实施例中计算机辅助系统另一实施例示意图；
[0036] 图4为本发明实施例中交互模块一实施例示意图；
[0037] 图5为本发明实施例中飞机模拟座舱控制系统另一实施例示意图；
[0038] 图6为本发明实施例中飞机模拟座舱控制系统另一实施例示意图；
[0039] 图7为本发明实施例中飞机模拟座舱控制系统运行过程示意图；
[0040] 图8为本发明实施例中飞机模拟座舱控制系统另一实施例示意图。
[0041] 附图标记：
[0042] 1：计算机辅助系统；11：服务器；12：客户端；121：VR眼镜；2：交互模块；3：生理状态侦测模块；4：紧急停运模块；5：辅助显示模块；51：仪表盘；52：飞行器状态显示模块；6：舱内视频监控模块；7：语音对话模块；8：运行信号灯；9：无线数据接收端。
具体实施方式
[0043] 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。基于本发明中的实施例，本领域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。
[0044] 需要说明的是，在不冲突的情况下，下述实施例可以进行组合。
[0045] 请参见图1和图2，本发明实施例的飞机模拟座舱控制系统可以包括计算机辅助系统1、交互模块2、生理状态侦测模块3、紧急停运模块4、辅助显示模块5，其中，计算机辅助系统1与交互模块2、生理状态侦测模块3、紧急停运模块4、辅助显示模块5分别通信。
[0046] 其中，计算机辅助系统1包括服务器11和客户端12，客户端12包括VR眼镜121，客户端12根据用户在服务器11上设置的训练参数呈现对应的虚拟飞行场景，并通过VR眼镜121将虚拟飞行场景呈现给当前训练者。交互模块2用于接收当前训练者输入的操作指令，客户端12根据操作指令模拟飞行模拟器在虚拟飞行场景中飞行，所述交互模块2具有座椅，供当前训练人员使用。生理状态侦测模块3可佩戴，且生理状态侦测模块3用于监控当前训练者的生理参数。紧急停运模块4用于在飞行模拟器处于故障状态和/或生理参数超出预设参数阈值、或者在接收到用户触发指令时，将飞行模拟器恢复至预设的飞行模拟器在虚拟飞行场景中的初始位置或虚拟飞行场景中距离飞行模拟器当前位置最近的水平位置，并将飞行模拟器锁定。辅助显示模块5用于显示飞行模拟器的飞行参数和/或飞行模拟器的状态信息，并通过VR眼镜121呈现给当前训练者。需要说明的是，本发明实施例中，初始位置为预先设置的位置。
[0047] 本发明实施例的飞机模拟座舱控制系统采用虚拟现实技术与软硬件设备相结合，构建一个逼真的座舱系统；同时，通过生理状态侦测模块3实时监控训练者的生理参数，传输给服务器11，能够直观、全面地了解到模拟训练对训练者的成效，提高了模拟训练效果。
[0048] 可选地，计算机辅助系统1包括多台主机，其中一台主机作为服务器11，其他主机作为客户端12，通过服务器11控制多台客户端12，相应地，交互模块2、生理状态侦测模块3、紧急停运模块4和辅助显示模块5的数量与客户端12的数量匹配，从而可以让多个训练者同时进行模拟训练。
[0049] 用户(如操作员)可以在服务器11上设置各客户端12对应的训练参数，使得各客户端12根据各自对应的训练参数呈现对应的虚拟飞行场景。可选地，训练参数可以包括机型信息、环境参数、风力参数、特性参数、特情训练模式、硬件检测、编组信息、数据存储信息和武器弹药信息中的一个或多个。其中，机型信息设置后，客户端12即呈现当前设置的机型信息对应的飞行模拟器。环境参数用于指示虚拟飞行场景的地形信息和天气信息。风力参数用于指示虚拟飞行场景中不同高度位置的风向和/或风速，从而影响飞行模拟器在不同高度受到的阻力或推力，与现实飞行环境更加贴切。特性参数用于指示是否在虚拟飞行场景中设置虚拟飞机或舱内飞行模拟器编队，以增加模拟训练的难度。特情训练模式包括：飞行模拟器飞行过程中无故障出现的训练模式(该训练模式下，飞行模拟器正常飞行，飞行模拟器的硬件结构和
软件运行均正常)、飞行模拟器飞行过程中出现随机故障的训练模式(该训练模式下，飞行模拟器正常飞行并随机出现特情，飞行模拟器在飞行过程中出现随机故障)、飞行模拟器飞行过程中出现预设故障的训练模式(该训练模式下，飞行模拟器出现
指定特情，飞行模拟器在飞行过程中出现指定故障)，特情训练极为重要，训练飞行员在飞行中遇到各种情况如何处置，特情训练也为生理状态侦测模块3提供主要数据。硬件检测主要是运行系统时首先要做的检测各项硬件设备是否连接正常和归位，重置硬件设备状态。编组信息可以包括：当前训练者的身份信息和/或其所属班级信息，可选地，编组信息的设置可以设置班次录入、设备安排，对参加训练的训练者记录对应的机器编号、编号、姓名，方便成绩等相关数据的反馈和记录。数据存储信息包括：当前训练参数、当前训练者的成绩数据和生理参数，数据存取信息即服务端所设置的所有参数及训练后成绩包括训练时生理参数等特性数据通过
数据库存取，利于分析训练者的不足，通过数据可以针对训练，达到能打胜仗的合格飞行员。武器弹药信息包括挂载导弹训练、空中发射打击目标训练、空中对战训练和战术演练中的至少一种，其中，挂载导弹训练、空中发射打击目标训练、空中对战训练和战术演练均为现有的战术训练方式；当然，武器弹药信息还可以设置为其他战术训练方式。
[0050] 可以理解的是，在未设置时，训练参数选择默认参数。
[0051] 请参见图4，交互模块2可以包括主体、驾驶盘、油门、操控杆和脚蹬，座椅、驾驶盘、油门、操控杆和脚蹬设于主体上。驾驶盘、油门、操控杆和脚蹬设于座椅的前方，训练者坐在座椅上，即可操作驾驶盘、油门、操控杆和脚蹬，以模拟飞行模拟器的控制。具体地，驾驶盘用于控制飞行模拟器的副翼，油门用于控制飞行模拟器的速度，操控杆用于控制飞行模拟器的升降舵，脚蹬用于控制飞行模拟器的方向舵。需要说明的是，驾驶盘、油门、操控杆和脚蹬为真实飞机的1：1的实物仿真。
[0052] 可选地，生理状态侦测模块3包括心率监测模块和血压监测模块，其中，心率监测模块用于监测当前训练者的心率，血压监测模块用于监测当前训练者的血压；当然，生理状态侦测模块3还可以包括其他用于监测训练者的生理参数的结构。
[0053] 请参见图5，在一些实施例中，生理状态侦测模块3为智能手环；当然，在其他实施例中，生理状态侦测模块3可以为其他类型的可穿戴设备。
[0054] 进一步地，请再次参见图5，飞机模拟座舱控制系统还可以包括无线数据接收端9，无线数据接收端9与计算机辅助系统1通信，计算机辅助系统1将生理状态侦测模块3监控的生理参数发送至无线数据接收端9，以供其他设备获取当前训练者的生理参数。
[0055] 本实施例的计算机辅助系统1在心率监测模块监测的心率超出预设心率阈值或血压监测模块监测的高压值超出第一预设血压阈值或血压监测模块监测的低压值低于第二预设血压阈值时，输出报警信息，并启动紧急停运模块4。其中，预设心率阈值为人体正常心率极限值，第一预设血压阈值为人体正常高压极限值，第二预设血压阈值为人体正常低压极限值。
[0056] 可选地，请参见图6，飞机模拟座舱控制系统还可以包括语音对话模块7和运行信号灯8，计算机辅助系统1在心率监测模块监测的心率超出预设心率阈值或血压监测模块监测的血压超出第一预设血压阈值或血压监测模块监测的低压值低于第二预设血压阈值时，通过语音对话模块7以语音方式输出报警信息，并控制运行信号灯8显示预设颜色，该预设颜色用于提示心率监测模块监测的心率超出预设心率阈值或血压监测模块监测的超出第一预设血压阈值或血压监测模块监测的低压值低于第二预设血压阈值。此外，语音对话模块7还能够供当前训练者和操作员进行语音对话。
[0057] 请参见图7，当飞机模拟座舱控制系统正常运行(即飞机模拟座舱控制系统不存在软硬件故障)时，运行信号灯8闪烁绿灯；当飞机模拟座舱控制系统出现第一类型的软硬件故障时，运行信号灯8显示黄灯；当训练者出现身体异常(心率超出预设心率阈值或血压超出第一预设血压阈值或所述血压监测模块监测的低压值低于第二预设血压阈值)，或飞机模拟座舱控制系统出现第二类型的软硬件故障时，运行信号灯8显示红灯，并报警，同时启动紧急停运模块4执行紧急停运程序。请再次参见图6，飞机模拟座舱控制系统还可以包括舱内视频监控模块6，操作员通过舱内视频监控模块6，可实时观测到训练者的状态；当飞机模拟座舱控制系统在突发情况，飞机模拟座舱控制系统会自动触发紧急停运模块4，将飞行模拟器的行舱尽可能恢复到预设的飞行模拟器在虚拟飞行场景中的初始位置或虚拟飞行场景中距离飞行模拟器当前位置最近的水平位置，并将飞行模拟器保持在锁定状态；当训练者在自我发现身体状态不良状态下，也可以手动启动紧急停运模块4(此时，紧急停运模块4接收到用户触发指令)来控制系统恢复到初始状态。可选地，第一类型的软硬件故障的修复时间小于第二类型的软硬件故障的修复时间。当飞行模拟器保持在锁定状态时，无法模拟控制飞行模拟器的飞行。
[0058] 请参见图8，辅助显示系统可以包括设于交互模块2上的飞行模拟器的仪表盘51和飞行器状态显示模块52，仪表盘51用于显示飞行模拟器的飞行参数，可选地，飞行参数包：高度、速度和地理位置；显示模块用于显示飞行模拟器的状态信息，如正常工作状态、故障状态(可以显示故障类型)。本发明实施例中，1：1仿真还原舱内飞行模拟器的仪表盘和飞行器状态显示模块，显示飞行模拟器飞行的高度、速度、地理位置等信息，训练者可通过VR虚拟眼镜的摄像头，在VR虚拟眼镜里，直观地查看到
机舱内的仪表盘51实时的数据；在训练者训练的过程中，训练者可直观的通过飞行模拟器状态显示模块，清楚地了解到飞行模拟器的机械、软件运行等状态，并在出现异常问题时，可随时向操作员求助。
[0059] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
