[发明专利]基于空间位置的菲涅尔透镜光学助降系统可视化仿真方法

说明书

本发明公开一种基于空间位置的菲涅尔透镜光学助降系统可视化仿真方法，步骤如下：获取菲涅尔透镜光学助降系统坐标、下滑道入口坐标、下滑道入口处光束的层高h、下滑道入口处最低层光束下表面距离航母甲板平面的高度h₀；获取飞机的实时坐标；判断飞机是否进入下滑道入口来判断是否需要开启光学助降系统；根据飞机坐标、航母坐标和菲涅尔透镜光学助降系统坐标实时计算，判断此时飞机的飞行高度情况；根据飞机所处的不同飞行高度情况，输出灯光代号；根据输出代号，在飞行员视角进行灯光显示。该方法依据航母及其助降设备的基本参数，通过舰载机及菲涅尔透镜光学助降系统的空间位置演算，实现了菲涅尔透镜光学助降系统的快速可视化仿真。

技术领域

本申请涉及计算机仿真领域，具体涉及一种基于空间位置演算的菲涅尔透镜光学助降系统可视化仿真方法。

背景技术

虚拟现实技术近年来突飞猛进的发展，使得它在生活实际应用领域逐步取得突出成就。在一些危险或难以复现的飞行任务的训练中，国内外常通过虚拟现实仿真技术对受训人员进行模拟训练。使用仿真技术对飞行员进行训练具有成本低、可重复、空间要求低、危险小、能耗低等特点，使受训人员从视觉、听觉、操作与配合等多方面熟悉任务环境，掌握基本流程和一些紧急情况的处理。通过与设备、虚拟对象的交流，在短期训练中高效达到要求。

舰载机着舰的方式和过程十分复杂，涉及到多种引导装置和人员的相互配合，一方面飞行员训练的危险系数高，另一方面也为其系统、流程研究造成了相当多的困难。采用虚拟现实技术对舰载机着舰进行可视化仿真，可以直观体现出着舰的过程，可应用于飞行员的着舰训练、引导装置的使用及与指挥人员的配合。而在这一过程中，菲涅尔透镜光学助降系统是引导方式中必不可少的一部分。因此对于菲涅尔透镜光学助降系统的可视化仿真研究也是必不可少的。

现有的舰载机着舰可视化仿真的相关研究中，主要倾向于对舰载机着舰时的雷达指挥系统及飞行动力学、飞行控制系统等方面的数学物理建模及仿真实现；此外，在飞行员进行虚拟训练时，其获得的引导信息主要通过控制面板进行显示，缺少菲涅尔透镜光学助降系统着舰引导的快速仿真。

综上分析，对于舰载机着舰的可视化仿真，现有技术中倾向于对飞机及多种引导系统的数理建模，飞行员进行虚拟训练时所获得的信息主要通过控制面板进行显示，而缺少菲涅尔透镜光学助降系统着舰引导的快速仿真方法。

发明内容

要解决的技术问题：

本发明的目的在于提供一种基于空间位置演算的菲涅尔透镜光学助降系统可视化仿真方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为解决技术问题而采用的技术方案：

一种基于空间位置演算的菲涅尔透镜光学助降系统可视化仿真方法，包括如下步骤：

S1，获取仿真环境中初始坐标参数，包括：菲涅尔透镜光学助降系统坐标(X₀,Y₀,Z₀)、下滑道入口坐标(x₀,y₀,z₀)、下滑道入口处光束的层高h、下滑道入口处最低层光束下表面距离航母甲板平面的高度h₀；

S2，获取仿真环境中飞机的实时坐标(x,y,z)；

S3，通过判断飞机是否进入下滑道入口来判断是否需要开启光学助降系统，若不需要，则返回S2；若需要，则进入S4；

S4，若飞机进入下滑道入口，根据飞机坐标、航母坐标和菲涅尔透镜光学助降系统坐标实时计算，由于下滑道入口距离菲涅尔透镜的距离很远，忽略透镜自身高度的影响；根据下滑道入口处光束的层高h，计算不同高度情况对应的飞机与透镜的斜率范围k₀,k₁,k₂,k₃,k₄,k₅，