一种飞行模拟器延时测量方法及系统与流程

1.本申请属于飞机试验测量技术领域，特别涉及一种飞行模拟器延时测量方法及装置。


背景技术：

2.飞行模拟器是一种能够复现飞机及空中环境并能够进行操作的模拟装置，飞行模拟器集操纵系统、飞行仿真系统、座舱系统、视景系统、接口系统等为一体，以在地面构造一个空中飞行的虚拟环境，是一种能够以非常经济安全的方式训练飞行员，并在飞行器理论和试验研究方面发挥着重要的作用。其中视景系统是飞行模拟器的重要组成部分，用于实时模拟飞机驾驶舱窗外的景象，为飞行员提供有效的视觉信息，创造真实的飞行环境，其图形生成和显示的实时性将直接影响飞行仿真的逼真性和飞行训练效果。随着飞行模拟器越来越普及的使用，飞行模拟器的逼真度和实时性的问题越来越受到各类人员的重视，能够逼真且实时的再现座舱外部的环境特征直接决定模拟器的可靠性。
3.传输延迟指标是评价飞行模拟器性能等级的最重要指标之一，现有技术当中并未有一个有效、便捷的方式获得模拟器的延迟时间。


技术实现要素：

4.本申请的目的是提供了一种飞行模拟器延时测量方法及系统，以解决或减轻上述至少一个问题。
5.在一方面，本申请提供的技术方案是：一种飞行模拟器延时测量方法，所述延时测量方法包括：
6.通过第一相机获取飞行模拟器中驾驶杆的运动图像，通过第二相机获取飞行模拟器中视景系统的显示图像；
7.确定第一相机中驾驶杆的运动图像帧数和第二相机中视景系统对应驾驶杆的运动的显示图像帧数；
8.根据第一相机的图像帧数与第二相机的图像帧数差得到飞行模拟器的延时时间。
9.进一步的，所述第一相机和第二相机的拍摄帧数相同。
10.进一步的，所述延时时间t为：
11.t＝1000/h*(f2-f1)
12.式中，h为第一相机和第二相机的帧频率，f1、f2分别为第一相机和第二相机的帧数。
13.在另一方面，本申请提供的技术方案是：一种飞行模拟器延时测量系统，其特征在于，所述延时测量系统包括：
14.用于获取飞行模拟器中驾驶杆运动图像的第一相机；
15.用于获取飞行模拟器中视景系统显示图像的第二相机；以及
16.图像处理模块，用于确定第一相机中驾驶杆的运动图像帧数和第二相机中视景系
统对应驾驶杆的运动的显示图像帧数，通过第一相机的图像帧数与第二相机的图像帧数差得到飞行模拟器的延时时间。
17.进一步的，所述第一相机和第二相机的拍摄帧数相同。
18.进一步的于，所述延时时间t为：
19.t＝1000/h*(f2-f1)
20.式中，h为第一相机和第二相机的帧频率，f1、f2分别为第一相机和第二相机的帧数。
21.本发明所提供的飞行模拟器延时测量方法及系统实现了飞行模拟器系统的延迟测量，对研究和分析飞行模拟器的逼真度和实时性，具有重大实用价值，可以为飞行模拟器用户提供低成本的延迟检测技术。
附图说明
22.为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
23.图1为本申请的模拟器延迟测量方法示意图。
24.图2为本申请的模拟器延迟测量方法测量过程示意图。
25.图3为本申请的模拟器延迟测量系统组成示意图。
具体实施方式
26.为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
27.如图1所示为本申请中飞行模拟器模拟过程示意图，从图中可以看出，当飞行员操纵或触发驾驶杆时，数据采集系统采集驾驶杆的位移量，并输出给飞行仿真系统，飞行仿真系统解算出飞机运动参数输出到视景系统的图形生成系统，图形生成系统则动态更新视点位置，实时绘制出舱外场景相应的景象，并通过投影仪显示在屏幕上，使飞行员能够感受到飞机飞行过程中随姿态和速度的变化而引起的机舱外视觉的变化，感受到不同场景变化带来的视觉影响。在此过程中，从操纵驾驶杆动作到成像幕显示出根据用户动作绘制出的新的视景需要相应的时间(通常投影仪到成像幕之间的时间误差很小，可以忽略不计)，这被称为飞行模拟器系统延迟。
28.而为了实现上述飞行模拟器的延迟，本申请中首先提供了一种飞行模拟器延时测量方法，继续参见图1所示，本申请的方法中，用两台高速工业相机分别对准驾驶杆和视景系统的成像幕(第一相机c1对准驾驶杆，相机c2对准视景成像幕)以获得驾驶杆的运动图像及视景系统成像幕的成像图像，通过控制两台相机同步开始录像获取上述图像后，操纵驾驶杆进行运动(前推、后拉、左右压杆均可)，待视景系统的成像幕上产生驾驶杆运动所对应的图像后，停止录像。回放视频录像，获取第一相机c1中驾驶杆开始运动时的帧数f1，和获取第二相机c2中成像幕图像开始变化时的帧数f2，通过上述帧数即可确定飞行模拟器的延时时间。在本申请优选实施例中，第一相机c1和第二相机c2为参数相同的高速工业相机。
29.如图2所示，飞行模拟器的延迟时间为t＝1000/h*(f2-f1)，式中，h为两相机的帧频率。
30.例如在本申请实施例中，两相机的帧频率为240帧，第一相机c1中驾驶杆开始运动时的帧数f1为120，第二相机c2中视景图像开始运动时的帧数为150，则飞行模拟器的延迟时间t＝1000/240*(150-120)＝125ms。
31.如图3所示，本申请中还提供一种飞行模拟器延时测量系统，该延时测量系统包括：
32.用于获取飞行模拟器中驾驶杆运动图像的第一相机101；
33.用于获取飞行模拟器中视景系统显示图像的第二相机102；以及
34.图像处理模块103，用于确定第一相机中驾驶杆的运动图像帧数和第二相机中视景系统对应驾驶杆的运动的显示图像帧数，通过第一相机的图像帧数与第二相机的图像帧数差得到飞行模拟器的延时时间。
35.第一相机101和第二相机102的拍摄及测量过程可参见本申请中的飞行模拟器延时测量方法部分，本处不再赘述。
36.图像处理模块103可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
37.本发明的飞行模拟器延时测量方法及系统实现了飞行模拟器从操纵驾驶杆到视景响应具体的延迟时间测量，对研究和分析飞行模拟器的逼真度和实时性，具有重大实用价值，可以为飞行模拟器用户提供低成本的延迟检测技术。
38.以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。


技术特征：
1.一种飞行模拟器延时测量方法，其特征在于，所述延时测量方法包括：通过第一相机获取飞行模拟器中驾驶杆的运动图像，通过第二相机获取飞行模拟器中视景系统的显示图像；确定第一相机中驾驶杆的运动图像帧数和第二相机中视景系统对应驾驶杆的运动的显示图像帧数；根据第一相机的图像帧数与第二相机的图像帧数差得到飞行模拟器的延时时间。2.如权利要求1所述的飞行模拟器延时测量方法，其特征在于，所述第一相机和第二相机的拍摄帧数相同。3.如权利要求2所述的飞行模拟器延时测量方法，其特征在于，所述延时时间t为：t＝1000/h*(f2-f1)式中，h为第一相机和第二相机的帧频率，f1、f2分别为第一相机和第二相机的帧数。4.一种飞行模拟器延时测量系统，其特征在于，所述延时测量系统包括：用于获取飞行模拟器中驾驶杆运动图像的第一相机；用于获取飞行模拟器中视景系统显示图像的第二相机；以及图像处理模块，用于确定第一相机中驾驶杆的运动图像帧数和第二相机中视景系统对应驾驶杆的运动的显示图像帧数，通过第一相机的图像帧数与第二相机的图像帧数差得到飞行模拟器的延时时间。5.如权利要求4所述的飞行模拟器延时测量系统，其特征在于，所述第一相机和第二相机的拍摄帧数相同。6.如权利要求5所述的飞行模拟器延时测量系统，其特征在于，所述延时时间t为：t＝1000/h*(f2-f1)式中，h为第一相机和第二相机的帧频率，f1、f2分别为第一相机和第二相机的帧数。

技术总结
本申请提供了一种飞行模拟器延时测量方法，所述延时测量方法包括：通过第一相机获取飞行模拟器中驾驶杆的运动图像，通过第二相机获取飞行模拟器中视景系统的显示图像；确定第一相机中驾驶杆的运动图像帧数和第二相机中视景系统对应驾驶杆的运动的显示图像帧数；根据第一相机的图像帧数与第二相机的图像帧数差得到飞行模拟器的延时时间。本发明所提供的飞行模拟器延时测量方法及系统实现了飞行模拟器系统的延迟测量，对研究和分析飞行模拟器的逼真度和实时性，具有重大实用价值，可以为飞行模拟器用户提供低成本的延迟检测技术。飞行模拟器用户提供低成本的延迟检测技术。飞行模拟器用户提供低成本的延迟检测技术。


技术研发人员：时圣军 姬云
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
技术研发日：2021.09.24
技术公布日：2022/1/18