[發明專利]一種無人機模擬訓練系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201410320210.9
• 申請日: 2014-07-07
• 公開（公告）號: CN104111861B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 毛瓊;李小民;齊曉慧;張晨;王正軍;董海瑞;席雷平;矯永康;毛欣;李兵;張鵬
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍械工程學院
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455;G06Q50/20
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所13120
• 代理人: 陸林生

1.一種無人機模擬訓練系統，其特征在于包括人機交互單元、訓練單元、行為交互單元、虛擬仿真模型單元、訓練考核數據單元和多媒體資源單元；

所述人機交互單元包括輸入模塊和顯示模塊，用于通過輸入模塊接收受訓者的操作意圖，并將其轉換為計算機控制語言，然后根據上述控制語言通過顯示器向受訓者呈現訓練單元的用戶操作界面和與虛擬無人機三維仿真模型交互操作的可視化窗口，在操作過程中實時顯示虛擬無人機三維仿真模型的方位和功能狀態，向受訓者呈現調取的多媒體資源，并顯示操作提示、考核任務和結果信息；

所述訓練單元用于通過人機交互單元驗證受訓者，并向經驗證的受訓者提供介紹該無人機模擬訓練系統使用方法的系統操作使用手冊，并通過顯示模塊進行顯示，當受訓者確定掌握使用方法后向受訓者呈現引導單元、探索單元和考核單元；?

所述行為交互單元通過通用接口與訓練單元相連接，用于獲取人機交互單元傳遞過來的受訓者的操作指令，并轉化為對虛擬無人機三維仿真模型的控制指令，以此驅動相應的虛擬仿真模型單元動作；

所述虛擬仿真模型單元接收行為交互單元的控制指令，并提供根據控制指令做出響應動作的虛擬無人機三維仿真模型；

所述訓練考核數據單元，用于通過行為交互單元獲取受訓者在考核時的操作行為，記錄操作行為結果信息，并在考核結束時對考核任務的完成情況進行整體評分，生成考核結果信息，并向受訓者呈現考核結果信息，以及考核結束后對考核結果進行存儲；

所述多媒體資源單元接收來自于訓練單元傳送的命令，用于向該系統的可視化窗口提供調用的多媒體資源，所述多媒體資源為文本、圖片、動畫和視頻，用于顯示訓練內容。

2.根據權利要求1所述的一種無人機模擬訓練系統，其特征在于所述虛擬仿真模型單元包括三維模型數據單元、功能狀態仿真單元和關聯關系單元，所述三維模型數據單元提供無人機的三維外觀模型，描述無人機的外在特征，所述外在特征包括無人機的幾何結構、固有屬性和特征現象，所述固有屬性包括紋理、材質，所述特征現象包括光照；所述功能狀態仿真單元用于描述無人機子部件的功能狀態；所述關聯關系單元用于描述無人機內部子系統之間的聯系，根據受訓者操作判斷哪些無人機子部件的功能狀態需要進行模擬，以及要仿真子部件的功能狀態單元之間輸入輸出的相互聯系。

3.根據權利要求1所述的一種無人機模擬訓練系統，其特征在于所述引導單元通過訓練引導窗口調用多媒體資源引導受訓者了解無人機裝備的原理、構造、功能、操作使用和維護保養方面的知識；所述探索單元以呈現在可視化窗口的可交互虛擬無人機三維仿真模型為引導，使受訓者主動探索無人機的內外結構、練習無人機的規范操作使用，以及在引導單元學習的基礎上進一步熟悉無人機的基本裝備知識；所述考核單元記錄受訓者的操作行為，用于檢驗受訓者學習效果。

4.根據權利要求3所述的一種無人機模擬訓練系統，其特征在于所述探索單元包括認知訓練模塊和操作訓練模塊，所述認知訓練模塊用于使受訓者認識無人機裝備的內外結構和相應設備、并向受訓者提供選中的無人機設備的名稱，按需調取和顯示選中子設備的多媒體資源；所述操作訓練模塊用于使受訓者在虛擬的無人機裝備中練習無人機的規范操作使用，完成各項具體的操作任務，并根據受訓者的操作請求類型向受訓者提供體現規范操作的提示信息，或調取和顯示體現規范操作的多媒體資源；所述考核單元包括認知考核模塊和操作考核模塊，所述認知考核模塊用于向受訓者提供無人機原理、功能、結構和組成方面的考核任務，受訓者根據考核任務在虛擬裝備環境中和題板以及虛擬裝備對象交互進行答題操作，最終對任務總體完成情況進行評分；所述操作考核模塊用于向受訓者提供無人機操作考核任務，受訓者根據考核任務在虛擬裝備環境中進行任務的相應操作，考核結束時對任務完成的總體情況進行評分。