一种测试飞机模拟器系统时间延迟的装置及方法与流程

1.本发明涉及一种测试飞机模拟器系统时间延迟的装置及方法，属于计算机分布式仿真应用技术领域。


背景技术：

2.目前随着飞机模拟器大批的装备部队,关于模拟器实时性的问题越来越受到用户的重视,而飞机模拟器系统时间延迟是考核模拟器实时性的关键指标之一。根据国军标gjb1395a-2009《飞机模拟器通用规范》中要求“飞机模拟器应具有最小的系统时间延迟，歼、强类飞机模拟器系统时间延迟应小于120ms，轰、运类飞机模拟器系统时间延迟应小于140ms”。
3.飞机模拟器系统传输延迟主要表现为飞行员操作数据从座舱模拟系统经过飞机仿真系统等中间环节到视景系统所消耗的时间。数据传输的具体过程为：飞行员操纵座舱设备信号后，通过数据采集系统采集座舱操纵信号并发送至飞机仿真系统。飞机仿真系统经过仿真模型解算得到飞行状态参数，并发送至视景系统图形生成系统。图形生成系统根据飞机位置和姿态参数动态更新视点位置，实时绘制出机舱外景象,并通过视景系统显示系统显示在屏幕上。
4.因此，如何准确有效的评估飞机模拟器系统时间延迟是一项非常重要的课题，也是一个难点。目前国内并无具体检测方法，如果采购国外的检测设备装机，成本高,不利于模拟器大批量的科研和生产。目前国内大多数针对模拟器系统传输延迟，并无具体检测方法，主要是凭借飞行员的直观感觉来鉴定的，或者理论分析的方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种快速、直观的测试飞机模拟器系统时间延迟的装置，通过测试得到飞机模拟器系统延迟性能指标。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种测试飞机模拟器系统时间延迟的装置，包括高速示波器和光敏传感器；光敏传感器用于将视景系统的图像亮度变化信号转化成电压变化信号；高速示波器用于接收座舱操纵信号和光敏传感器信号，且二者分属于不同的通道；其中，座舱操纵信号为通过数字量和或模拟量采集模块采集座舱操纵装置的操纵指令转化成的电信号。
7.优选的，座舱操纵信号采用数字量信号。
8.优选的，图像亮度变化信号采用黑白图像。
9.优选的，座舱操纵装置包括驾驶员操纵装置和油门操纵装置。
10.本发明的另一个目的是提供一种测试飞机模拟器系统时间延迟的方法，采用如上所述的测试飞机模拟器系统时间延迟的装置，包括以下步骤：
步骤一、连接测试线路，将数字量信号与光敏传感器通过线路分别连接至高速示波器的两个通道；步骤二、数字量信号变化后，电信号输出至高速示波器；同时数字量信号通过数据采集系统流转至飞机仿真系统，飞机仿真系统产生的图像变化驱动信号流转至视景系统生成新画面，并通过视景系统的显示系统产生图像亮度变化信号；步骤三、光敏传感器将步骤二中的图像亮度变化信号转化成电压变化信号，且输出至高速示波器；步骤四、对高速示波器的两路电信号采样值进行计算，即可得出延迟时间。
11.工作原理：利用高速示波器和光敏传感器的延迟时间测试系统，测试飞行员操作座舱设备到视景系统生成新画面显示所消耗的时间。通过分析系统传输延迟过程可知，系统传输延迟主要是测试座舱操纵和视景系统图像两种信号变化的时间差。其中座舱操纵主要包括驾驶员操纵装置和油门操纵装置，操纵装置通过加装数字量采集模块和模拟量采集模块，将操纵指令转换为电信号，实现操纵信号生成。视景图像亮度信息的变化，利用光敏传感器将图像的变化转化成电压的变化，通过高速示波器对这两路信号进行采样。通过高速示波器可以看到两路电信号的采样值变化并不同步，进而可计算其延迟时间。
12.与现有技术相比，本发明具有如下优点：1、利用高速示波器对飞机模拟器系统传输延迟进行检测,可得出较为精确的延迟时间；2、测试方法快速、直观，且可靠性较高，具有较强的通用性。
附图说明
13.图1是本发明实施例典型数据流程图；图2是本发明实施例延迟信号采集线路连接图。
具体实施方式
14.座舱操纵装置主要包括驾驶员操纵装置和油门操纵装置，操纵装置通过加装数字量采集模块和模拟量采集模块，将操纵指令转换为电信号，实现操纵信号生成。
15.为能够精确计算出电信号的变化时间，采用的两路采样值变化应具有明显且唯一性，因此座舱操纵信号采集可选定数字量信号，图像亮度变化信号可选定黑白图像。
16.下面结合附图1-2对本发明做进一步详述：一种测试飞机模拟器系统时间延迟的方法，包括以下步骤：步骤一、连接测试线路，将数字量信号与光敏传感器通过线路分别连接至高速示波器的两个通道；步骤二、当飞行员操作电气设备，使得数字量信号变化后，电信号输出至高速示波器；同时数字量信号通过数据采集系统流转至飞机仿真系统，飞机仿真系统产生的图像变化驱动信号流转至视景系统的图像生成系统，并通过视景系统的显示系统（投影仪）产生图像亮度变化信号；步骤三、光敏传感器（人员感知）将步骤二中的图像亮度变化信号转化成电压变化信号，且输出至高速示波器；
步骤四、对高速示波器的两路电信号采样值进行计算，即可得出延迟时间。
17.如图2所示，本实施例的具体流程为：（1）连接测试线路选择“减速板长放”开关作为飞行员操作，将“减速板长放”开关与光敏传感器通过线路分别连接至高速示波器的两个通道，通过高速示波器对这两路电信号进行采样；（2）添加视景测试模型在视景系统中，添加“黑”球、“白”球模型，并分别置于任意a、b两点位置，要求a、b点间距离大于2公里，小于5公里；（3）增加测试代码在飞机仿真软件中插入测试代码，飞机仿真软件接收到“减速板长放”开关信号时，将飞机位置置为a点，否则将置为b点，实时将飞机位置数据发送至视景系统；（4）测试过程反复拨动减速板开关，开关在中立位置和“减速板长放”位置之间切换，飞机位置相应在b点和a点之间切换；视景系统根据接收的飞机位置数据，图像显示相应在“白”球模型和“黑”球模型之间切换；通过高速示波器记录“减速板长放”开关与光敏传感器亮度信号产生的电压变化情况；（5）结果分析读取上述两种信号变化（上升沿或下降沿）的时间差，即为系统传输延迟，通过多次测试分别得到测试值109ms、118ms、108ms，满则系统传输延迟最大值≯120ms的指标要求；(6)结论通过上述验证，利用高速示波器对飞机模拟器系统传输延迟时间进行检测的方法可行。


技术特征：
1.一种测试飞机模拟器系统时间延迟的装置，其特征在于：包括高速示波器和光敏传感器；光敏传感器用于将视景系统的图像亮度变化信号转化成电压变化信号；高速示波器用于接收座舱操纵信号和光敏传感器信号，且二者分属于不同的通道；其中，座舱操纵信号为通过数字量和或模拟量采集模块采集座舱操纵装置的操纵指令转化成的电信号。2.根据权利要求1所述的测试飞机模拟器系统时间延迟的装置，其特征在于：座舱操纵信号采用数字量信号。3.根据权利要求1或2所述的测试飞机模拟器系统时间延迟的装置，其特征在于：图像亮度变化信号采用黑白图像。4.根据权利要求1所述的测试飞机模拟器系统时间延迟的装置，其特征在于：座舱操纵装置包括驾驶员操纵装置和油门操纵装置。5.一种测试飞机模拟器系统时间延迟的方法，其特征在于：采用权利要求1-4中任一权利要求所述的装置，包括以下步骤：步骤一、连接测试线路，将数字量信号与光敏传感器通过线路分别连接至高速示波器的两个通道；步骤二、数字量信号变化后，电信号输出至高速示波器；同时数字量信号通过数据采集系统流转至飞机仿真系统，飞机仿真系统产生的图像变化驱动信号流转至视景系统生成新画面，并通过视景系统的显示系统产生图像亮度变化信号；步骤三、光敏传感器将步骤二中的图像亮度变化信号转化成电压变化信号，且输出至高速示波器；步骤四、对高速示波器的两路电信号采样值进行计算，即可得出延迟时间。

技术总结
本发明涉及一种测试飞机模拟器系统时间延迟的装置及方法，属于计算机分布式仿真应用技术领域。一种测试飞机模拟器系统时间延迟的装置及方法，包括高速示波器和光敏传感器；光敏传感器用于将视景系统的图像亮度变化信号转化成电压变化信号；高速示波器用于接收座舱操纵信号和光敏传感器信号，且二者分属于不同的通道；其中，座舱操纵信号为通过数字量和或模拟量采集模块采集座舱操纵装置的操纵指令转化成的电信号。本发明具有如下优点：1、利用高速示波器对飞机模拟器系统传输延迟进行检测,可得出较为精确的延迟时间；2、测试方法快速、直观，且可靠性较高，具有较强的通用性。具有较强的通用性。具有较强的通用性。


技术研发人员：王云 黄祖丹 张志强 韩立 叶猛 王建普 杨衍舒 孙双双 杨宛璐 应艳茹
受保护的技术使用者：江西洪都航空工业集团有限责任公司
技术研发日：2021.10.15
技术公布日：2022/1/28