模擬飛行解決方案050

1、模擬飛行虛擬體驗(yàn)解決方案北京融智經(jīng)緯科技服務(wù)公司2016 年 04月飛行模擬體驗(yàn)解決方案目錄1. 概述 22. 公司介紹 23. 解決方案介紹 33.1 飛行模擬系統(tǒng) 33.1.1 功能與構(gòu)成 33.1.1.1 飛控系統(tǒng) 53.1.1.2 操縱系統(tǒng) 53.1.1.3 航電儀表仿真系統(tǒng) 63.1.1.4 動(dòng)感系統(tǒng) 63.1.1.5 視景系統(tǒng) 73.1.1.6 偵察效果仿真系統(tǒng) 83.1.1.7 教員控制系統(tǒng) 83.1.2 空中對(duì)戰(zhàn)模擬系統(tǒng) 93.2 虛擬汽車(chē)駕駛 123.2.1 部件構(gòu)成 123.2.2 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì) 124. 成功案例 135. 項(xiàng)目咨詢(xún) 14飛行模擬體驗(yàn)解決方案1. 概述兒童職業(yè)

2、體驗(yàn)館是國(guó)內(nèi)新興的面對(duì)兒童的產(chǎn)業(yè)， 自 2008年引入中國(guó)以來(lái)迅速成 為國(guó)內(nèi)最受歡迎的娛樂(lè)體驗(yàn)中心。兒童職業(yè)體驗(yàn)的理念深入人心，孩子們充分融入 到兒童職業(yè)體驗(yàn)館模擬社會(huì)形態(tài)， 被賦予了兒童素質(zhì)成長(zhǎng)教育的重任，寄寓著社會(huì)、 家長(zhǎng)的更多厚望。在眾多體驗(yàn)館中，與現(xiàn)代科技接軌的新型項(xiàng)目成為兒童職業(yè)體驗(yàn)館鎮(zhèn)館之寶， 其中以模擬飛行體驗(yàn)中心最為普及。模擬飛行體驗(yàn)中心之所以大受歡迎，一方面得 益于其獨(dú)特的樂(lè)趣性和體驗(yàn)性，另一方面受其自身基因所影響，緊張、刺激讓人充 滿(mǎn)回味，有著更好的用戶(hù)體驗(yàn)和用戶(hù)粘性。模擬飛行體驗(yàn)中心，以軍事裝備博覽和 軍旅項(xiàng)目體驗(yàn)為核心內(nèi)容，集軍事旅游、軍事體驗(yàn)、青少年軍政訓(xùn)練、軍事特色

3、休 閑度假為一體的綜合性軍事主題樂(lè)園。高度的飛行駕駛仿真體驗(yàn)是模擬飛行體驗(yàn)館大受歡迎的原因所在，將軍事級(jí)別 的飛行仿真技術(shù)移植到民用領(lǐng)域，為孩子們打造一項(xiàng)充滿(mǎn)樂(lè)趣與真實(shí)的空中飛行之 旅。2. 公司介紹我們專(zhuān)注于飛行模擬器研發(fā)、兒童職業(yè)體驗(yàn)館、安全教育體驗(yàn)館、軍事體驗(yàn)館、 高科技互動(dòng)體驗(yàn)館等全案策劃、設(shè)計(jì)施工、運(yùn)營(yíng)培訓(xùn)及相關(guān)仿真模擬、游樂(lè)設(shè)備的 軟硬件研發(fā)與推廣的專(zhuān)業(yè)型科技企業(yè)， 為兒童職業(yè)體驗(yàn)館、 主題樂(lè)園、軍事體驗(yàn)館、 高科技互動(dòng)體驗(yàn)館等策劃打造最具創(chuàng)意和趣味性的虛擬仿真多媒體互動(dòng)參與系統(tǒng)， 集策劃、設(shè)計(jì)、科技布展、系統(tǒng)集成、工程施工于一體的綜合服務(wù)專(zhuān)業(yè)公司，同時(shí) 是國(guó)內(nèi)多家科技館、軍事館及

4、大部分成功運(yùn)營(yíng)的兒童職業(yè)體驗(yàn)館的優(yōu)秀合作伙伴。飛行模擬體驗(yàn)解決方案3. 解決方案介紹3.1飛行模擬系統(tǒng)飛行模擬器是一種可以在地面模仿飛機(jī)的飛行狀態(tài)、飛行條件和環(huán)境的特殊裝 置，他由計(jì)算機(jī)、模擬駕駛艙、操縱負(fù)荷系統(tǒng)和視景系統(tǒng)等組成， 是現(xiàn)代航空科研、 教學(xué)、試驗(yàn)、飛行員訓(xùn)練等不能缺少的技術(shù)設(shè)備。其可對(duì)飛機(jī)和任務(wù)環(huán)境進(jìn)行逼真 （精準(zhǔn)）地模擬。模擬訓(xùn)練器通過(guò)重建聲響、運(yùn)動(dòng)、視覺(jué)景象、儀表顯示以及其他 系統(tǒng)來(lái)模擬一個(gè)逼真的飛行訓(xùn)練環(huán)境。飛行員在訓(xùn)練器里可以模擬在正常、不利或 緊急情況下進(jìn)行起飛、著陸、武器發(fā)射、夜間飛行、編隊(duì)飛行、座艙操作等訓(xùn)練。 模擬器可根據(jù)得到的實(shí)際飛行數(shù)據(jù)或有經(jīng)驗(yàn)飛行員的信息輸入

5、來(lái)模擬 （代表）真實(shí)的 飛機(jī)操作特性，實(shí)時(shí)、逼真、可靠。圖 1 軍事飛行模擬器我們利用自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，緊貼實(shí)際訓(xùn)練為國(guó)內(nèi)飛機(jī)產(chǎn)商等軍用客戶(hù)提供研發(fā) 新一代的飛行模擬器，具有國(guó)際三級(jí)飛行模擬器標(biāo)準(zhǔn)水平，可達(dá)到飛機(jī)性能、火控 系統(tǒng)及儀表指示與被模擬對(duì)象實(shí)際情況相同。同時(shí)結(jié)合民用需求，為各類(lèi)模擬飛行 體驗(yàn)館提供娛樂(lè)級(jí)的飛行體驗(yàn)?zāi)M器。3.1.1功能與構(gòu)成1. 模擬飛機(jī)二個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，包括俯仰、左傾右傾運(yùn)動(dòng)；2. 模擬飛機(jī)各種飛行條件的變化引起的運(yùn)動(dòng)，如大氣擾動(dòng)等；3. 模擬著陸接地姿態(tài)和碰撞以及使用剎車(chē)時(shí)出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)；飛行模擬體驗(yàn)解決方案4. 模擬在接近真實(shí)飛機(jī)頻率處的振動(dòng)和抖振以及大氣紊流在對(duì)應(yīng)自

6、由度上引 起的抖振。飛行模擬器系統(tǒng)可模仿空中或地面訓(xùn)練，模擬特殊情況的設(shè)置和處理能力的訓(xùn) 練。由以下七個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成：飛行模擬體驗(yàn)解決方案圖 2 娛樂(lè)級(jí)飛行模擬器組成3.1.1.1飛控系統(tǒng)飛行模擬器的核心系統(tǒng)，飛控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)動(dòng)力學(xué)模型和系統(tǒng)仿真模型的建 模。動(dòng)力學(xué)模型采用六自由度非線(xiàn)性全量運(yùn)動(dòng)方程，氣動(dòng)彈性的影響可采用在運(yùn)動(dòng) 方程中增加彈性自由度，或者用 修正系數(shù)法在氣動(dòng)系數(shù)中計(jì)入。 模型具有高階多變 量非線(xiàn)性時(shí)變特性。系統(tǒng)仿真模型包括發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、自動(dòng)飛 行系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)以及電源系統(tǒng)等的各種邏輯控制模型。圖 3 飛行系統(tǒng)組成原理圖3.1.1.2操縱系統(tǒng)用來(lái)模擬駕駛

7、員所感覺(jué)到的操縱力的人感系統(tǒng)。同時(shí)它還要完成操縱機(jī)構(gòu)終端 的位移或偏角的實(shí)時(shí)模擬。座艙環(huán)境仿真采用逼真的前艙設(shè)備，包括儀表指示燈按 鈕照明設(shè)備等；操縱力感仿真采用先進(jìn)的電動(dòng)操縱負(fù)荷系統(tǒng)，為使用人員提供貼近 真實(shí)的操作環(huán)境和近似真實(shí)的狀態(tài)變化操縱桿力。飛機(jī)的操縱系統(tǒng)由主操縱系統(tǒng)和輔助操縱系統(tǒng)組成。前者包括控制升降舵的縱 向操縱系統(tǒng)、控制副翼的橫向操縱系統(tǒng)和控制方向舵的方向操縱系統(tǒng)等三部分；后 者包括前輪轉(zhuǎn)彎、起落架收放、減速板收放、機(jī)輪剎車(chē)裝置、發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)桿等的操飛行模擬體驗(yàn)解決方案縱。模擬器中安裝各操縱系統(tǒng)中直接與駕駛員相接觸的操縱部件， 如駕駛桿、腳蹬、 剎車(chē)把手等，其它部件和環(huán)節(jié)則用模擬部

8、件或計(jì)算機(jī)代替，可逼真地復(fù)現(xiàn)飛機(jī)在不 同飛行條件下和不同操縱模式下如自動(dòng)、手動(dòng)、應(yīng)急操縱等的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性。3.1.1.3航電儀表仿真系統(tǒng)基于ARINC 661 定義可用于所有類(lèi)型的飛機(jī)駕駛艙顯示的標(biāo)準(zhǔn)界面，包括：1） 座艙顯示系統(tǒng)（ CDS）的定義；2） 儀表顯示和管理航空電子功能的用戶(hù)應(yīng)用程序（ UA ）之間的通信圖 4 飛行模擬器航電儀表顯示系統(tǒng)3.1.1.4動(dòng)感系統(tǒng)將駕駛艙的物理模型嵌入六自由度電動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，配合自控技術(shù)和伺服技術(shù) 使您身臨其境。六自由度電動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)技術(shù)指標(biāo)：? 設(shè)備由高可靠性的供應(yīng)商提供，采用模塊化設(shè)計(jì)，定制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)接口? 控制精度高? 設(shè)計(jì)壽命 20 年? 基本免

9、維護(hù)、無(wú)污染、無(wú)噪音? 最大負(fù)載 14 噸，最大慣量達(dá) 90 噸平方米飛行模擬體驗(yàn)解決方案圖 5 六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)3.1.1.5視景系統(tǒng)采用強(qiáng)大的圖像生成系統(tǒng)和全球數(shù)據(jù)庫(kù)，配合多通道實(shí)像顯示系統(tǒng)，為使用人 員提供可視的實(shí)時(shí)窗外景象；可提供專(zhuān)業(yè)的圖像生成、數(shù)據(jù)傳輸交換、系統(tǒng)控制、 投影顯示等一體化解決方案，圖像生成系統(tǒng)處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，具有如下特點(diǎn)：多個(gè)象素級(jí)光源，增強(qiáng)場(chǎng)景的真實(shí)性 支持物體由前往后的視景優(yōu)先級(jí)功能 完整的凹凸紋理( BumpTexture )解決方案 高效的幾何處理能力實(shí)現(xiàn)硬同步技術(shù)，保證多通道視景達(dá)到像素級(jí)拼接 多通道渲染合成技術(shù)，解決單通道復(fù)雜場(chǎng)景無(wú)法渲染的難題 實(shí)現(xiàn) CI

10、GI3.0 標(biāo)準(zhǔn)視景管理控制，使產(chǎn)品升級(jí)方便快捷 擁有一套全球地景數(shù)據(jù)庫(kù) 獨(dú)立機(jī)場(chǎng)可以隨時(shí)加載到全球地景數(shù)據(jù)庫(kù)中，無(wú)須重新編譯數(shù)據(jù)庫(kù) 極高的圖像質(zhì)量和全屏子象素反走樣能力 大容量的紋理內(nèi)存 獨(dú)有的超級(jí)紋理( SuperTextureTM )特性飛行模擬體驗(yàn)解決方案多紋理的三維云層獨(dú)有的持續(xù)紋理( ContinuousTextureTM )功能 多個(gè)象素級(jí)光源，增強(qiáng)場(chǎng)景的真實(shí)性 支持物體由前往后的視景優(yōu)先級(jí)功能 完整的凹凸紋理( BumpTexture )解決方案 高效的幾何處理能力圖 6 軍事飛行模擬器3.1.1.6偵察效果仿真系統(tǒng)紅外夜視模塊可以模擬紅外環(huán)境和夜視環(huán)境，實(shí)現(xiàn)紅外及夜視模式下的

11、飛行模 擬訓(xùn)練及武器訓(xùn)練。紅外夜視模塊需與可見(jiàn)光視景模塊配套使用，以滿(mǎn)足多種訓(xùn)練 需求。3.1.1.7教員控制系統(tǒng)用于教員驅(qū)動(dòng)模擬器的控制，供教員監(jiān)控學(xué)員飛行訓(xùn)練及模擬器運(yùn)行情況飛行模擬體驗(yàn)解決方案圖 7 不同類(lèi)型飛機(jī)體驗(yàn)場(chǎng)景3.1.2空中對(duì)戰(zhàn)模擬系統(tǒng)空中對(duì)戰(zhàn)模擬系統(tǒng)，在飛行模擬系統(tǒng)的基礎(chǔ)上主要增加了戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境仿真系統(tǒng)和 綜合航電火控仿真系統(tǒng)。整個(gè)飛行訓(xùn)練模擬器由主飛行仿真系統(tǒng)、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境仿真系 統(tǒng)、座艙系統(tǒng)、接口系統(tǒng)、綜合航電火控仿真系統(tǒng)、操縱負(fù)荷系統(tǒng)、動(dòng)感模擬系統(tǒng)、 視景系統(tǒng)、聲音仿真系統(tǒng)和教員控制臺(tái)組成?？紤]整個(gè)飛行訓(xùn)練模擬器網(wǎng)絡(luò)的連接關(guān)系和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境仿真的特性要求， 戰(zhàn)場(chǎng)環(huán) 境由三個(gè)主要部分

12、組成，作戰(zhàn)仿真引擎（VRSim）、二維態(tài)勢(shì)顯示與操控（VRGUI） 和通信接口，如圖 8 所示。飛行模擬體驗(yàn)解決方案圖8 戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境仿真系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案示意圖其中作戰(zhàn)仿真引擎是戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境仿真的核心， 通過(guò)VRSim 的運(yùn)行，完成艦空、地 空、空空對(duì)抗環(huán)境的仿真，同時(shí)負(fù)責(zé) MAK RTI 的運(yùn)行和管理；二維態(tài)勢(shì)顯示與操 控是戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境與操作員的人機(jī)接口，完成以電子航圖為背景的戰(zhàn)場(chǎng)二維態(tài)勢(shì)顯示， 接收操作員對(duì) CGF實(shí)體的創(chuàng)建、指揮以及作戰(zhàn)計(jì)劃和命令編寫(xiě)、 調(diào)用等，同時(shí)可以 完成態(tài)勢(shì)的記錄與回放；通信接口是戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境與模擬器的接口，負(fù)責(zé)接收和解算模擬器及其武器信息，并將其引入 戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中，同時(shí)將戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的

13、藍(lán)方作戰(zhàn)實(shí)體、事件交互和電磁環(huán)境信息以相應(yīng)的 形式發(fā)送給模擬器，以用于模擬器完成相應(yīng)的訓(xùn)練任務(wù)。10飛行模擬體驗(yàn)解決方案圖 9 空中對(duì)戰(zhàn)模擬效果圖通過(guò)相應(yīng)的三維戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境圖形圖像庫(kù)，包括作戰(zhàn)背景、戰(zhàn)地場(chǎng)景、各種武器裝 備和作戰(zhàn)人員等，為使用者創(chuàng)造一種險(xiǎn)象環(huán)生、幾近真實(shí)的立體戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。用戶(hù)通 過(guò)必要的設(shè)備可與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生“沉浸” 于等同真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)，在視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)上真實(shí)體驗(yàn)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境?；诜植际椒抡鎸?shí)現(xiàn)多個(gè)飛行模擬器之間的對(duì)抗訓(xùn)練系統(tǒng)構(gòu)建。對(duì)抗訓(xùn)練系統(tǒng)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)如下：? 支持 DIS、HLA1.3 、HLA1516 、HLA Evolved 等分布式協(xié)議的態(tài)

14、勢(shì)數(shù)據(jù) 輸入? 支持局部、大規(guī)模、全球范圍的作戰(zhàn)戰(zhàn)場(chǎng)? 支持分布式、多通道的渲染方式? 提供尾跡、彈道、傳感器、毀傷等多種效果? 逼真的戰(zhàn)場(chǎng)音響、音效? 逼真的天空、云彩、降雨降雪、光照等環(huán)境效果? 提供多視角的觀察方式，增強(qiáng)戰(zhàn)場(chǎng)可視化的展示和分析能力? 提供多種控制節(jié)點(diǎn)的繪制，以更有效的展示作戰(zhàn)計(jì)劃和意圖11飛行模擬體驗(yàn)解決方案3.2虛擬汽車(chē)駕駛4D動(dòng)感汽車(chē)模擬器系列作為我司自主研發(fā)的動(dòng)態(tài)賽車(chē)、 飛行模擬器，其高仿真 動(dòng)感平臺(tái)、真實(shí)立體環(huán)繞聲、超清晰模擬影像，讓駕駛者在駕駛（賽車(chē)、飛機(jī)、云 霄飛車(chē)等）過(guò)程中如臨其境，能帶來(lái)更完整、更真實(shí)、更具趣味性的感官體驗(yàn)。另 外，企業(yè)根據(jù)客戶(hù)需要， 4D

15、 動(dòng)感系列產(chǎn)品均可量身定制投幣機(jī)，便于商用。它是一個(gè)固定基座搭載高仿真動(dòng)感平臺(tái)以及駕駛者，可以擬真在電玩或者動(dòng)態(tài) 電影中搭乘交通工具的動(dòng)作，整體上給駕駛者帶來(lái)更完整、更真實(shí)以及更具趣味的 感官體驗(yàn)。一部?jī)?yōu)秀的模擬器，會(huì)創(chuàng)造出一個(gè)可以讓駕駛者專(zhuān)注于該項(xiàng)模擬的環(huán)境， 對(duì)于許多寫(xiě)實(shí)的模擬器而言，若能制造出越多元素的模擬即表示越逼近真實(shí)，電玩 游戲能給予日漸真實(shí)的聲音及影像模擬，而 4D 動(dòng)感系列汽車(chē)模擬器則給予動(dòng)作及 動(dòng)力學(xué)上的模擬。 4D動(dòng)態(tài)模擬器的性能： 4D動(dòng)態(tài)模擬器為二自由度動(dòng)態(tài)模擬器， 能夠支持：前后傾斜 Pitch：20、左右翻轉(zhuǎn) Rol：20。具有優(yōu)越的動(dòng)態(tài)性能（速 度50/s，加速度100/s2），極佳的位置重復(fù)精度（誤差 0.1），強(qiáng)大的負(fù)載能力 （175 公斤），結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，可靠性高。最大負(fù)荷下工作的功率為 1200W。3.2.1部件構(gòu)成圖 10 汽車(chē)駕駛模擬器構(gòu)建組成3.2.2產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)動(dòng)感座椅能讀取游戲中的力反饋數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)反映到駕駛者身上，可以實(shí)現(xiàn)真車(chē) 的離心力，推背，搖晃，顛簸，各種路況的狀態(tài)還原，讓玩家能感覺(jué)身處駕駛艙中， 體驗(yàn)賽車(chē)物理帶來(lái)的視覺(jué)和觸覺(jué)沖擊。12飛行模擬體驗(yàn)解決方案圖 11 汽車(chē)駕駛游戲級(jí)效果4. 成功案例兒童職業(yè)體驗(yàn)館整體設(shè)計(jì)面積一般在 300平米