用于目标的实时飞行模拟的装置和方法制造方法及图纸

本公开涉及用于目标的实时飞行模拟的装置和方法。提供了用于目标的实时飞行模拟的系统。传感器系统可在飞行器飞行期间生成该飞行器的环境的现场流，该现场流具有与指示飞行器在该环境内的实时位置的结构化信息相关联的元数据。目标发生器可从信息源生成目标图像，从该信息源可生成多个不同的目标图像。目标发生器还可生成包括目标图像的环境的合成场景。然后，叠加引擎可将合成场景叠加到现场流上，使得目标图像在空间和时间上与飞行器在环境内的实时位置相关。具有叠加的合成场景的现场流可被输出以用于在飞行期间呈现在飞行器的显示器上。

Device and method for real time flight simulation of target

The present disclosure relates to devices and methods for real-time flight simulation of targets. A real-time flight simulation system for target is provided. The sensor system can generate the field flow of the aircraft during the flight of the aircraft, and the field stream has metadata associated with the structural information indicating the real-time position of the aircraft in the environment. A target generator can generate target images from an information source, and multiple target images can be generated from the information source. The target generator can also generate a composite scene that includes the environment of the target image. Then, the superposition engine can synthesize the scene onto the scene stream, which makes the target image in space and time related to the real-time position of the aircraft in the environment. Field streams with superimposed synthetic scenes can be output to be displayed on aircraft displays during flight.

【技术实现步骤摘要】
用于目标的实时飞行模拟的装置和方法
本公开总体上涉及飞行器目标模拟，并且具体地，涉及目标的实时飞行模拟。
技术介绍
训练练习往往用于军用飞行器。这些训练练习用于教导飞行员如何操作飞行器。另外，练习还用于训练飞行员关于操作飞行器的不同策略和战术。例如，飞行员可在飞行器上训练以提高对抗事件的技能和反应。这些事件可包括，例如但不限于遇到敌方飞行器、对地对空导弹场所的存在做出反应、吸引时间敏感目标和其它合适的事件。大量训练可使用地面上的训练装置进行。这些训练装置往往采取飞行模拟器的形式。飞行模拟器为复制或模拟飞行飞行器体验的系统。飞行模拟器旨在使体验尽可能真实。飞行模拟器可在房间中将控件和显示器模拟为安装在致动器上的驾驶舱的全尺寸复制品，该致动器被配置成响应于飞行员采取的动作而移动驾驶舱。这些类型的模拟器提供教导飞行员和/或其它机组成员操作各种飞行器系统并对不同事件做出反应的能力。通过使用现场的飞行器的训练练习进行额外的训练。这些类型的训练练习将飞行员暴露在当飞行飞行器时遇到的实际状况。使用飞行模拟器不能准确地模拟各种状况。例如，在飞行飞行器时遇到的实际运动或力可能不能通过飞行模拟器充分地提供。在军用飞行器的情况下，这种类型的训练可能涉及使用多个现场的飞行器来执行遇到敌方飞行器的训练。此外，也可使用各种地面平台。这些地面平台可包括例如坦克、地对空导弹系统和其它合适的地面单元。这些类型的训练练习为飞行员提供在不同状况下操作飞行器所需的额外经验。现场训练练习对于设置和操作来说是困难和/或昂贵的。例如，为了在空中执行训练练习，空域仅限于其它飞行器，以避免意外侵入进行训练的空域。此外，需要燃料、维护和其它费用来准备用于练习的飞行器、在练习期间操作飞行器以及在练习结束后进行维护。此外，空域的量可能是受限制的，并且可能限制飞行器在训练练习期间可以进行的运动的类型和量。空域可以被限制的时间和位置会限制可以执行训练练习的时间量。因此，可能期望具有解决这些问题中的至少一些问题并且改进现有的实践的系统和方法。
技术实现思路
本公开的示例实施方式涉及用于目标的实时飞行模拟的改进系统、方法和计算机可读存储介质。具体地，与使用飞行模拟器或消耗用于飞行器训练练习的现场资源相反，本系统使得在飞行器的机载显示器上的目标实时飞行模拟成为可能。因此，该系统可消除安排现场飞行器训练练习的成本和难度，同时提供比飞行模拟练习更逼真的体验。被称为现场、虚拟、构建(live,virtual,constructive)(LVC)的技术的结合可被视为航空训练的未来。这个概念需要将现场飞行器与“虚拟”世界中的有人模拟器和计算机生成的“构建”力量联系起来。本公开的示例实施方式可进一步改进现有的LVC飞行器训练系统。根据示例实施方式，目标图像可在飞行中的飞行器的环境的可显示的现场流(livestream)内生成并叠加。目标图像可以在整个训练任务期间真实地出现在飞行器显示器内，并且从而可增强其整体有效性。本公开包括但不限于以下示例实施方式。在一些示例实施方式中，提供了用于在飞行器的机载显示器上的目标的实时飞行模拟的方法。该方法可包括在飞行器的飞行期间生成飞行器的环境的现场流。现场流可具有与指示飞行器在环境内的实时位置的结构化信息相关联的元数据。该方法也可包括从可从其生成多个不同目标图像的信息源生成目标图像。该方法也可包括生成包括如此生成的目标图像的环境的合成场景。该方法还可包括将合成场景叠加到现场流上，使得目标图像在空间上和时间上与飞行器在环境内的实时位置相关。该方法还可包括输出具有叠加的合成场景的现场流以用于在飞行期间呈现在飞行器的显示器上。在前述或任何后续示例实施方式的方法或其任何组合的方法的一些示例实施方式中，信息源包括虚拟环境(virtualenvironment)或构建环境(constructiveenvironment)或地面训练系统(on-groundtrainingsystem)中的至少一个。在前述或任何后续示例实施方式的方法或其任何组合的一些示例实施方式中，从其生成目标图像的信息源定义目标的类型或几何特征或者目标在合成场景中的位置中的至少一个。在任何前述或任何后续示例实施方式或其任何组合的方法的一些示例实施方式中，生成环境的合成场景包括渲染在合成场景内注册的合成目标的图像。图像可为包括具有指示合成目标在合成场景内的位置的结构化信息的元数据的合成图像并且将合成场景叠加到现场流上可包括将合成图像叠加到现场流上。在任何前述或任何后续示例实施方式的方法的一些示例实施方式中或其任何组合中，环境的合成场景描绘与合成目标不同的一个或多个对象，并且将合成场景叠加到现场流上包括将合成场景叠加到现场流上，使得一个或多个对象是透明的。在任何前述或任何后续示例实施方式的方法或者其任何组合的方法的一些示例实施方式中，环境的现场流描绘地形，并且该方法还包括确定遮挡环境内的目标图像的视图的至少一部分的地形并且从而遮挡合成场景，并且利用叠加的合成场景从现场流掩蔽目标图像的视图的至少一部分，使得目标图像的视图的至少一部分被地形遮挡。在一些示例实施方式中，提供了用于在飞行器显示器上的目标的实时飞行模拟的装置。该装置包括处理器和存储可执行指令的存储器，所述可执行指令响应于处理器的执行使得装置实现被配置为至少执行任何前述示例实施方式的方法或其任何组合的多个子系统，诸如传感器系统、目标发生器、叠加引擎(superimpositionengine)和遮掩引擎(occlusionengine)。在一些示例实施方式中，提供了用于目标的实时飞行模拟的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质为非暂时性的，并且具有存储在其中的计算机可读程序代码部分，该计算机可读程序代码部分响应于处理器的执行，使得装置至少执行任何前述示例实施方式的方法或其任何组合。通过阅读下面的详细描述以及下面简要描述的附图，本公开的这些和其它特征、方面和优点将是显而易见的。本公开包括在本公开中列出的两个、三个、四个或更多个特征或元素的任何组合，而不管此类特征或元素是否在本文描述的具体示例实施方式中被明确地组合或以其它方式陈述。本公开旨在整体解读，使得本公开的任何可分离特征或元件在其任何方面和示例实施方式中应被视为预期的，即可组合的，除非本公开的上下文另有明确指示。因此，应理解，提供本
技术实现思路
仅仅是为了总结一些示例实施方式，以便提供对本公开的一些方面的基本理解。因此，应理解，上述示例实施方式仅仅为示例，并且不应被解释为以任何方式缩小本公开的范围或精神。通过结合附图的以下详细描述，其它示例实施方式、方面和优点将变得显而易见，其中，附图通过示例的方式示出了一些所述的示例实施方式的原理。附图说明因此，虽然本公开的示例实施已进行大体的描述，现参照随附绘图进行描述，但所述绘图不一定按比例绘制，并且其中：图1为根据本公开的示例实施方式的机载飞行器目标模拟系统的例图；图2示出根据一些示例实施方式的装置；以及图3为示出根据示例实施方式的用于目标的实时飞行模拟的方法的各种操作的流程图。具体实施方式在下文中，通过参考附图，将更全面描述本公开的一些实施方式，其中，所述附图示出本公开的部分实施方式，但不是示出本公开的所有实施方式。事实上，本公开的各个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于目标的实时飞行模拟的装置，所述装置包括处理器和存储可执行指令的存储器，响应于通过所述处理器执行所述可执行指令使所述装置至少实现：传感器系统，被配置为在飞行器飞行期间生成所述飞行器的环境的现场流，所述现场流具有与指示所述飞行器在所述环境内的实时位置的结构化信息相关联的元数据；目标发生器，被配置为从能够生成多个不同目标图像的信息源生成目标图像，所述目标发生器被配置为生成包括所生成的目标图像的所述环境的合成场景；以及叠加引擎，被配置为将所述合成场景叠加到所述现场流上，使得所述目标图像在空间上和时间上与所述飞行器在所述环境内的所述实时位置相关，所述叠加引擎被配置为输出具有所叠加的合成场景的所述现场流以用于在飞行期间呈现在所述飞行器的显示器上。

【技术特征摘要】
2016.04.11 US 15/095,5721.一种用于目标的实时飞行模拟的装置，所述装置包括处理器和存储可执行指令的存储器，响应于通过所述处理器执行所述可执行指令使所述装置至少实现：传感器系统，被配置为在飞行器飞行期间生成所述飞行器的环境的现场流，所述现场流具有与指示所述飞行器在所述环境内的实时位置的结构化信息相关联的元数据；目标发生器，被配置为从能够生成多个不同目标图像的信息源生成目标图像，所述目标发生器被配置为生成包括所生成的目标图像的所述环境的合成场景；以及叠加引擎，被配置为将所述合成场景叠加到所述现场流上，使得所述目标图像在空间上和时间上与所述飞行器在所述环境内的所述实时位置相关，所述叠加引擎被配置为输出具有所叠加的合成场景的所述现场流以用于在飞行期间呈现在所述飞行器的显示器上。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述信息源包括虚拟环境或构建环境和地面训练系统中的至少一个。3.根据权利要求1所述的装置，其中，生成所述目标图像的所述信息源定义所述目标的类型或几何特征和所述目标在所述合成场景中的位置中的至少一个。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述目标发生器被配置为生成所述环境的所述合成场景包括被配置为渲染在所述合成场景内注册的合成目标的图像，该图像为包括具有指示所述合成目标在所述合成场景内的位置的结构化信息的元数据的合成图像，并且其中，所述叠加引擎被配置为将所述合成场景叠加到所述现场流上包括被配置为将所述合成图像叠加到所述现场流上。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述环境的所述合成场景描绘与合成目标不同的一个或多个对象，并且所述叠加引擎被配置为将所述合成场景叠加到所述现场流上包括被配置为将所述合成场景叠加到所述现场流上使得所述一个或多个对象为透明的。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述环境的所述现场流描绘地形，并且所述存储器存储另外的可执行指令，响应于通过所述处理器执行所述另外的可执行指令使所述装置至少进一步实现：遮掩引擎，被配置为确定所述地形遮挡所述目标图像在所述环境内的视图的至少一部分并且从而遮挡...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗布·莱克纳，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US