無人機(jī)仿真平臺(tái)及虛擬測試解決方案

無人平臺(tái)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)界面

無人平臺(tái)地面監(jiān)控系統(tǒng)界面

1.2.3 裝備仿真模型系統(tǒng)

   在無人機(jī)仿真中，對(duì)于重點(diǎn)關(guān)注的武器裝備需要接入武器裝備細(xì)粒度模型，包含各分系統(tǒng)模型、環(huán)境模型、自動(dòng)駕駛導(dǎo)航控制模型等，這些模型還可以在半實(shí)物實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)下，實(shí)現(xiàn)分布式仿真，驅(qū)動(dòng)推演系統(tǒng)中無人機(jī)和其它裝備的實(shí)時(shí)運(yùn)行，可完成多機(jī)多模型的實(shí)時(shí)并行解算。

1.2.3.1 無人機(jī)仿真模型

   本方案根據(jù)無人平臺(tái)種類提供不同類型的通用商業(yè)建模軟件或自制模型，包括固定翼飛機(jī)、旋翼飛機(jī)、地面車輛等。以固定翼無人機(jī)建模軟件為例，采用FlightSim飛行仿真建模軟件，其技術(shù)特性如下：

? 根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)，參數(shù)化定義不同精度的模型；

? 為任意固定翼飛機(jī)實(shí)時(shí)仿真編輯、配置完整的空氣動(dòng)力學(xué)模型，而不需要編寫任何代碼；

? 在可控仿真條件下測試飛行器的設(shè)計(jì)和性能；

?  配置各子系統(tǒng)的行為，包括飛行管理系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛儀以及飛行控制系統(tǒng)；

? 方便快速地集成硬件設(shè)備和用戶自定義模塊。

1.2.3.2 仿真系統(tǒng)硬件

   在無人平臺(tái)仿真中，針對(duì)多模型并行和實(shí)時(shí)性的要求，如多架無人機(jī)的攻防對(duì)抗，本方案引入美國并行計(jì)算機(jī)公司concurrent的iHawk并行計(jì)算機(jī)半實(shí)物仿真系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)多模型的實(shí)時(shí)并行解算。

1.2.4.三維視景系統(tǒng)

   三維視景系統(tǒng)由三維模型創(chuàng)建系統(tǒng)、三維地形生成系統(tǒng)以及三維視景可視化系統(tǒng)三部分組成。主要完成武器裝備三維模型及精細(xì)地面地形創(chuàng)建（Creator）、大規(guī)模作戰(zhàn)地形生成（Terra Vista、SEGen）和三維視景可視化渲染及顯示（Vega Prime）。地形信息能夠同步的傳輸給作戰(zhàn)仿真推演系統(tǒng)和三維視景渲染系統(tǒng)，并可以根據(jù)需要將虛擬視景的實(shí)時(shí)信息作為輸入反饋給無人平臺(tái)的戰(zhàn)場圖像感知系統(tǒng)，用于地形匹配、目標(biāo)跟蹤或目標(biāo)識(shí)別研究，各分統(tǒng)采用實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)和通訊。

2、方案優(yōu)勢

   方案以STAGE戰(zhàn)場仿真推演平臺(tái)為核心，結(jié)合武器裝備的粗粒度/細(xì)粒度模型以及并行實(shí)時(shí)半實(shí)物仿真系統(tǒng)，植入無人機(jī)的智能算法，在虛擬戰(zhàn)場環(huán)境下完成無人機(jī)操控和空戰(zhàn)仿真、無人機(jī)智能算法的測試。同時(shí)可設(shè)計(jì)滿足要求的人機(jī)交互操控終端，可以實(shí)時(shí)獲取所需參數(shù)進(jìn)行人在環(huán)控制，并通過三維視景系統(tǒng)顯示戰(zhàn)場信息，典型的優(yōu)勢特點(diǎn)提煉如下：

? 專業(yè)性

  基于先進(jìn)的成熟COTS產(chǎn)品，遵循業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)（TCP/UDP、HLA、CDB、OpenFlight、DO-178B/C、ARINC661、ARINC424等）。產(chǎn)品鏈覆蓋從三維內(nèi)容創(chuàng)建到仿真模型創(chuàng)建和集成，再到到三維視景顯示和人機(jī)交互控制。既可以實(shí)現(xiàn)完整的仿真功能開發(fā)，每個(gè)組成部分又可以拆分復(fù)用。

? 擴(kuò)展性

   豐富的API支持模型、子模型的替換，支持作戰(zhàn)實(shí)體和作戰(zhàn)環(huán)境信息提取。

? 多用性

   （1）可以根據(jù)需求設(shè)置多種精確度/保真度。如仿真模型的細(xì)粒度，三維地形的精度，實(shí)時(shí)傳輸精度等。

   （2）可完成多種仿真任務(wù)，如：無人機(jī)駕駛訓(xùn)練、無人裝備戰(zhàn)場能力評(píng)估、裝備特性蒙特卡洛仿真等。