[發明專利]模擬機飛行訓練數據采集及質量評估系統

無效

• 申請號: 201010605643.0
• 申請日: 2010-12-27
• 公開（公告）號: CN102053563A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 劉宇;種法鋒
• 申請（專利權）人: 劉宇
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;G09B9/30;G06K9/00;G06T17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于航空訓練領域，涉及到模擬機飛行訓練數據采集及質量評估系統及其技術解決方案，特別是涉及到對模擬機訓練系統顯示器中的飛行數據進行視頻采集，應用圖像處理技術對視頻分幀后的圖像進行預處理，通過模式識別技術識別出圖像中的飛行數據，對模擬機訓練過程中的飛行軌跡進行三維仿真進而進行教學評估，并針對典型性問題歸納總結附帶飛行訓練視頻一并上傳到視頻服務器，提供共享和學習平臺。

背景技術

飛行員培訓是民航業事業蓬勃發展和保持更高安全水平的基礎性工作，其教學工作以學習的漸進原理為設計依據，注重將知識積累和飛行技能實踐相結合。該行業特有的嚴謹性和復雜性迫切需要相應的軟件產品為其飛行訓練教學工作提供技術支持和保證。加大飛行員訓練投入、加快成才速度、提高訓練質量是擺在各航空公司面臨的重要課題。同時，國內飛行員飛行時間較短，實戰訓練較少，模擬真實飛行的飛行訓練系統顯得格外重要，因此模擬機訓練器教學在訓練體系中占有相當重要的地位，是整體訓練大綱的一個重要組成部分，而重飛機訓練輕模擬機訓練器帶飛的觀點是制約提高教學質量的一個重要因素。

用于訓練飛行員的飛行模擬機和飛行訓練設備有許多種類，從可模擬各種飛機通用系統的部分功能訓練器(Part-Task?Trainer，PTT)，練習操作與儀表檢查的駕駛艙程序訓練器(Cockpit?Procedures?Trainer，CPT)，到最復雜的全功能飛行模擬機(Full?Flight?Simulator，FFS)。較高等級的全功能飛行模擬機可以做出有6個自由度的全方位移動，同時也有廣角高傳真的視覺系統來模擬窗外的景色。包含了擬真的駕駛艙與視覺系統的模擬器座艙是裝在由6支起重軸支撐的運動平臺上，借由電腦的控制可以提供三個軸線的線性運動與旋轉，就如同一個真實的自由物體在空間的運動狀況。三種旋轉分別是俯仰(機頭朝上或下)、滾轉(某一面機翼朝上或下)與偏轉(機頭朝左或右)；而三種線性運動分別是起伏(上下移動)、橫移(左右移動)以及縱移(向前加速或減速)。

飛行模擬器也用于訓練機組成員的正常和緊急作業程序。所以使用模擬器可訓練飛行員處理各種飛機在有問題或不安全的情況下，諸如發動機故障、液壓或電氣系統失靈、儀表失常等等。

現代的飛行模擬器，集計算機、機械、電氣、電子、自動控制、液壓、光學等技術于一身，是一種十分復雜、精密的高科技設備。自2007年起，飛行模擬機制造公司-加拿大CAE公司提出了一種模擬機新技術-SimXXI，該技術的提出是對傳統模擬機生產技術的挑戰，主要從以下幾個方面定義：(1)模塊化設計；(2)基于windows的計算機結構；(3)一對一的接口設計；(4)維護導向設計；(5)連接CAE文檔體系的樹狀診斷系統；(6)部件集成化高，數量減少；(7)較輕的模擬機結構。其中模塊化設計就是將整臺飛行模擬機分解為一個個典型的模塊式結構，可以根據不同的機型要求進行靈活組合，安裝成適合需要的模擬機整體，便于實現產品的批量化和標準化，有利于后期的維護和使用；基于windows的計算機結構打破了傳統模擬機采用小型機+AIX操作系統的舊模式，采用基于windows和PC計算機的分布式結構，可以更加方便的操縱模擬機；一對一的接口設計采用Super?C總線控制結構，模塊化控制各種電子設備，實現了一塊接口卡控制一個電子設備，同時采用了相對集中、標準化的接口卡，從而大大方便了模擬機的維護和使用；樹狀診斷系統和維護導向設計基于計算機結構和一對一的接口設計使SimXXI實現對系統的軟硬件的自動診斷，維護工程人員還可以通過模擬機廠家建立的強大的模擬機維護信息網站迅速了解模擬機的維護信息，按照網站的維護導向一步步解決問題，給維護工作帶來極大地方便；較輕的模擬機結構使整個模擬機重量減輕，能夠給迅速的響應運動；同時CAE的模擬機開始采用電動式運動系統代替傳統的液壓式運動系統，使模擬機的電能消耗減少了三分之二，減少了液壓工作站、水冷卻循環系統帶來的問題，增強了使用壽命，也提高了模擬機的訓練質量。

隨著科學技術的進步，飛行模擬機也變得越來越先進，越來越逼真，但是應用在模擬機訓練過程中的教學評估手段卻沒有得到及時的更新，而目前國內民航訓練用模擬機依賴進口，國外公司對其系統進行一定的技術保護，限制在模擬器使用計算機上安裝任何軟件，并對系統的維護和升級都收取非常高的費用。