[发明专利]一种空中加受油模拟训练视景系统

说明书

本发明公开了一种基于虚像显示和主动立体技术的空中加受油模拟训练视景系统构建方法，属于飞行模拟器视景仿真领域。该方法包括多通道视景同步立体渲染模块、主动立体投影显示模块和双目头位运动捕捉模块。多通道视景同步立体渲染模块包括多通道视景渲染设备和同步设备；主动立体投影显示模块包括主动立体投影机、同步信号发射器和虚像显示设备；双目头位运动捕捉模块包括光学标记立体眼镜头盔和双目运动捕捉摄像机。本方法增强了设备的同步性能及飞行员头部运动和姿态的跟踪性能，满足了同时呈现空中加受油视觉环境的纵深感和出屏感的要求，并且具有空中加受油模拟训练虚像显示设备成本低、视景图像同步精度高、飞行员头姿跟踪精度高等优点。

技术领域

本发明属于飞行模拟器视景仿真技术领域，具体是指一种基于虚像显示和主动立体技术的空中加受油模拟训练视景系统的构建方法，特别涉及空中加受油专项训练模拟器的视景系统构建。

背景技术

在空中加受油操作过程中，加油机的尾流特别是加油机发动机的尾喷口会对受油机飞行员产生压抑感，对飞机的精确操纵和受油机飞行员心理带来较大影响。空中加受油专项训练模拟器是用于训练飞行员对受油机的精确操纵能力和特情处置水平，其视景仿真系统为飞行员提供逼真的空中加受油视觉环境，满足会合、对接、加油、脱离四个阶段飞行员精确操纵飞机所需的空间相对距离感和位置感。

视景系统的构建即要能够提供较好的景深感，又要能够提供较好的出屏感，即实现加油锥套“近到眼前”的感觉，以满足飞行员加受油对接时进行正确的相对位置和距离判断。传统的实像视景显示系统缺乏立体感和纵深感，即使采用立体投影显示技术营造立体感，也会因纵深感不强影响空中加油的相对距离判断。另一种虚像视景显示系统具有景深好、立体感强、亮度高等优点，但不能够提供较好的出屏感。这两种方式均不能很好的满足飞行员加受油对接时对物体间相对位置和距离的正确判断，从而影响飞行员的训练效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于空中加受油模拟训练的视景系统构建方法， 实现空中加受油视觉环境的逼真呈现，满足空中加受油模拟训练的相对距离和 位置的精确判断。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种空中加受油模拟训练视景系统构建方法包括：多通道 视景同步立体渲染模块、主动立体投影显示模块和双目头位运动捕捉模块；

所述多通道视景同步立体渲染模块用于根据受油机的位置实时渲染输出 多通道左右眼帧序列同步立体视频；

所述主动立体投影显示模块用于空中加受油立体图像的同步投影输出、 立体眼镜的同步信号发射和虚像显示；

所述双目头位运动捕捉模块用于受油机飞行员头部运动和姿态的跟踪以 及主动立体图像的观察。

具体地，所述多通道视景同步立体渲染模块包括多通道视景渲染设备和 同步设备；所述多通道视景渲染设备由视景渲染主控机和多个视景渲染服务端 组成，采用的立体显示模式为DisplayPort立体视频，输出的立体视频为经过 软校正融合的刷新率为120Hz的视频图像；所述同步设备为安装在视景渲染主 控机和各视景渲染服务端中用于专业显卡的同步子卡，各同步子卡通过同步信 号线连接，实现专业显卡输出立体视频垂直帧信号的同步。

具体地，所述主动立体投影显示模块包括主动立体投影机、同步信号发 射器和虚像显示设备；所述主动立体投影机分别通过DP(DisplayPort)视频 信号线连接各视景渲染服务端，多个主动立体投影机之间通过同步信号线串接， 用于将120Hz立体视频以主动立体的方式进行同步投影输出；所述同步信号发 射器为红外或射频发射器，通过同步信号线连接主动立体投影机，用于立体眼 镜的同步信号发射；所述虚像显示设备由背投屏和反射镜组成，对背投屏的形 状和反射镜镀膜无特殊要求，反射镜可为非金属镀膜。