基于半实物的无人机飞行模拟器

时间：2022-10-19

随着现代电子技术和控制技术的不断发展，无人机的制造技术日渐成熟，在每天领域的应用也越来越广泛。无人机因不载人性，能达到某些有人机无法完成的飞行极限，能长时间进出各种危险的发挥特殊效用，无论在军/事领域还是民用方面，都扮演着**的角色。然而无人机也有着先天的缺陷，操纵的困难对地面操控手提出了更高的要求。它除了要求操控手熟悉该型无人机的气动特性，操纵特性外，还需操控手具备一定的操纵经验和良好的心理素质。在验证试验或操控手训练等实际飞行中的正常和非正常的损耗，导致开发和训练费用过高。传统的通过实际飞行进行全机验证以及地面控制站操控手训练的模式受到了一定挑战，主要表现在以下几个方面：

◆ 受限于时间和试飞场地限制，无法进行大量的重复性的试飞验证，容易忽略一些潜在问题;

◆ 受限于外界环境，无法便捷地进行诸如编队飞行、特技表演、战场仿真、作战效能分析、战术协作/对抗训练、**追踪、定向运输等复杂任务的验证;

◆ 无人*行器操控手需要一定时间的训练，真实飞行训练时间有限。

传统模式的上述局限性，应用虚拟现实技术构建的无人机飞行模拟器可以解决。

虚拟现实技术(VR)，其实质是利用计算机、传感器及相关的软硬件生成一个与人交互的三维环境，而人(操控手)在这种虚拟的环境下可产生与现实一致的身临其境的视觉、触觉和听觉效果。简单概括就是“一种高逼真地模拟人在自然环境中视、听、动等行为的人机界面技术”。

无人机飞行模拟器在验证试验、特情训练、任务训练及操作训练方面具有显著的优势，主要体现在：

◆ 通过仿真试验和训练代替实装*行器飞行，可大大减少*行器装备的损耗，可节省大量的维修**经费;

◆ 提高训练质量，可以进行操控手的特情处置能力训练;

◆ 可增强安全性，利用仿真系统可以完成高风险、高难度技术和战术课目的试验和训练，确保*行器安全。

然而现有很多无人机飞行模拟器都是抛开真实机载设备进行计算机仿真，不能真实反映实际飞行操作时出现的问题。本文提出了一种基于半实物的无人机飞行模拟器的解决方案，能够真实反映无人机的飞控、无线传输、地面控制站等子系统的真实情况，能够进行半实物仿真试验，进行控制律制导律的设计和优化、控制系统的性能评估等，也能对地面控制站操控手进行训练，并且在训练的同时还能对这些系统进行。

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