专利名称：一种飞行器座舱显示器与座舱外景联动的虚拟仿真方法
技术领域：
本发明涉及一种飞行器座舱显示器与座舱外景联动的虚拟仿真方法，满足飞行器座舱内外联动显示飞行的实际需要，利用虚拟现实技术和可视化技术，构建了飞行器虚拟座舱仿真操控平台，用于实时动态再现飞行器模拟飞行过程。
背景技术：
目前，虚拟现实技术应用广泛，利用虚拟现实技术和仿真技术，开发飞行器虚拟飞行试验仿真系统，可以有效提高试验、训练质量和数据分析能力。对于像虚拟飞行试验系统这样的大系统仿真将产生大量的数据，工程技术人员要分析这些数据是非常费时的而且分析过程又显得非常枯燥。因此，在飞行器模拟飞行的软件实现过程中，国内外都十分重视计算机仿真技术在其中的作用。
现有的飞行器模拟飞行仿真系统设计中，要么座舱显示系统的开发采⑶I或OpenGL编程实现，而虚拟座舱显示系统工作量大，而且逼真程度不高，导致座舱显示系统复杂度下降，仅能满足基本的飞行仿真参数显示的需要；要么利用专业的仪表仿真平台GLStudio，对于飞行器座舱环境及其飞行环境难以模拟，仿真过程往往缺乏沉浸式的真实感。
发明内容
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种飞行器座舱显示器与座舱外景联动的虚拟仿真方法，采用专业的虚拟仪表开发工具软件GL Studio结合Vega Prime的方法来虚拟仿真飞行器座舱显示器与外景联动的模拟飞行过程。技术方案—种飞行器座舱显示器与座舱外景联动的虚拟仿真方法，其特征在于步骤如下步骤I虚拟仿真座舱外的视景将可供选择的飞行地理环境背景加载Vega Prime软件中；同时根据动力学方程，编制出函数控制飞行器进行模拟飞行的软件；步骤2计算屏幕坐标下的飞行器坐标(x，y，z):在GL Studio仿真座舱内显示屏中，屏幕坐标以飞行器本体作为坐标中心，飞行器的坐标(x，y，z)由以下公式解算得到
权利要求
1.一种飞行器座舱显示器与座舱外景联动的虚拟仿真方法，其特征在于步骤如下步骤I虚拟仿真座舱外的视景将可供选择的飞行地理环境背景加载Vega Prime软件中；同时根据动力学方程，编制出函数控制飞行器进行模拟飞行的软件； 步骤2计算屏幕坐标下的飞行器坐标(x，y，z):在GL Studio仿真座舱内显示屏中，屏幕坐标以飞行器本体作为坐标中心，飞行器的坐标(X，y, z)由以下公式解算得到X = X cos ψ cos Θ + y,r x sin ψ sin O + χ (— sin O)y = Xtr χ (cos ψ sin 沒sin ψ — sin ψ cos φ) + χ·< (sin' ψ sin θ + cos ψ cos φ) + χ (cos Θ sin φ)z = χ (cos ψ sin θ + sin ψ sin φ) + ygx(sin ψ sin Θ sin φ — cos ψ sin φ) + z x (cos Θ cos φ) 其中(Xg，yg，Zg)为飞行器在大地坐标系下的地理位置坐标，Θ为飞行器在大地坐标系下的飞行参数俯仰角，Ψ为飞行器在大地坐标系下的飞行参数偏航角，Φ为飞行器在大地坐标系下的飞行参数俯仰角，Ψ为飞行器在大地坐标系下的飞行参数滚转角； 步骤3 :计算屏幕坐标下的地标建筑物或空中飞行物相对飞行器的位置，地标建筑物或空中飞行物相对飞行器的方向角P，地标建筑物或空中飞行物相对于飞行器的高度角σ 本 yt-yφ = circtan —————ψ Xt-X Z — Z <y = arctan-^-- (Χ, - .V)- +( V, -V)- 其中Ψ为在大地坐标系下飞行器的偏航角，供为在大地坐标系下地标建筑物或空中飞行物相对飞行器的方向角，O为在大地坐标系下地标建筑物或空中飞行物相对于飞行器的高度角，(Xt, lt，Zt)为地标建筑物或空中飞行物在大地坐标系下的坐标； 步骤4完成座舱内外的视景联动仿真通过Vega Prime提供的vpGLStudio插件将座舱显示器系统嵌入进虚拟视景系统中，调用VPValuePassToGLSO函数把屏幕坐标下的飞行器坐标(x，y，z)、地标建筑物或空中飞行物相对飞行器的方向角^及高度角σ的数值传AGL Studio的参数中，以在座舱显示器屏幕上显示两者位置关系，实现座舱内显示屏与外部飞行场景的实时联动仿真。
全文摘要
本发明涉及一种飞行器座舱显示器与座舱外景联动的虚拟仿真方法，其特征在于通过Vega Prime提供的vpGLStudio插件将座舱显示器系统嵌入进虚拟视景系统中，调用VPValuePassToGLS()函数把屏幕坐标下的飞行器坐标(x，y，z)、地标建筑物或空中飞行物相对飞行器的方向角及高度角σ的数值传入GL Studio的参数中，以在座舱显示器屏幕上显示两者位置关系，实现座舱内显示屏与外部飞行场景的实时联动仿真。
文档编号G06F9/455GK102789393SQ20121024936
公开日2012年11月21日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者刘琦, 姜涛, 宋阳, 张金汇, 李南京, 李瑛 , 郭淑霞, 高颖 申请人:西北工业大学