автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Разработка и исследование принципов построения имитаторов пассивных оптико-электронных систем управления в авиационных тренажерах

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИЙ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Для служебного пользования

000024 "

Экз. №

ФРОЛОВ' Владимир Николаевич

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ ИМИТАТОРОВ ПАССИВНЫХ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ В АВИАЦИОННЫХ ТРЕНАЖЕРАХ

Специальность: 05.13.01 — Управление в технических

системах

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ПЕНЗА 1995

Работа выполнена на кафедре «Робототехнпческие системы и комплексы» Пензенского государственного технического университета.

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор Годунов А. И.

Официальные оппоненты:

доктор технических паук, профессор Сильвестров Л\. М.; кандидат технических наук Ремонтов Л. П.

Ведущее предприятие — Центр подготовки космонавтов им. 10. А. Гагарина, Звездный городок.

Защита диссертации состоится «

1А,. ГгЦСЯ с'Ь Я 1995 г.,

/и' * Ж

в 4 I часов, на заседании диссертационного совета Д ОоЗ. 18.03 Пензенского государственного технического университета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета по адресу: 440026, г. Пенза, ул. Красная, 40.

Автореферат разослан « ЬЬ&Л с}т л_ 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д. т. н., профессор

В. В. Смогунов

Актуальность. Исследования методов и средств имитации пассивных оптико-электронных систем управления в авиационных тренажерах, являвшихся базовики элементами бортовых пассивных оптико-электронных прицельно-навигационных систем, обеспечивавших сбор, обработку и использование информации о различных объектах является одной из важнейших задач, резение которой существенно повысит качество подготовки летного состава для выполнения различных спецзадач с использованием бортовой аппаратуры.

Актуальность темы определяется необходимостью разработки и внедрения в учебный процесс совершенных средств, обеспечивавших обучение и тренировки авиационных специалистов (летчиков, ятур-манов, инменеров) с целы) приобретения ими глубоких знаний и профессиональных навыков в применении .оптико-телевизионных бортовых систем управления. В настоящее вренз требуеиые средства обучения практически отсутствуют. Обучение и тренировка с поноцьи средств, закеиягщих летательный аппарат псзвоягпт сократить сроки подготовки, сучсствешю снизить ее стоимость, поддергивать требуемый уровень знаний и навыков у специалистов и приобретать их значительно раньае до выполнения рездьких полетов, а иногда и до введения новых летательннх аппаратов в эксплуатации.

Цель работы: исследование аетодов и средств компьютерного воспроизведения в авиационных треиаверах пассивйнх оптико-злект-ронннх прицельно-навигационных систем управления, обеспечивавших сбор, обработку и использование информации о различных объектах с повое,ыз вычислительных систем реального времени я разработка комбинированного иетода, который позволит существенно повысить качество подготовки летного состава при работе с бортовой аппаратурой пассивной оптико-электрониой система управления и снизить затраты на ее изготовление и обслцхквание.

Для этого в работе: проанализировано састоапйё и перспективы развнтйя бортовых при-цельгт-навцрАционнкя сг.стеи, использувмих в к§уе?тве источников информации телевизионные каналы, а такие пути развития средств имитации телевизионных каналов; . исследована обобщенная структура вычислительной системы воспроизведения бортовых телевизионных каналов; разработан модуль формирования телевизионного изобравения объектов и подстилаа^ей поверхности;

изготовлен экспериментальный образец иеятатора телеканалов. Научная новизна работы состоит:

- в разработке способа формирования телевизионного изображения на экране индикатора, заклшчаЕчегося в совиеценни подстнлаюцей поверхности, записанной на видеомагнитофон и целей, сторнированиях компьютерный генераторов изобрааенкя;

- в модификации алгоритна синтеза кзебражения обьектов и целей за счет исключения из него процедуры удаления скрытых поверхностей н введении в схему алгоритма заранее определенных приоритетных признаков для отдельных составлявших сцены.

Практическая значимость работы заклпчается в том, что разработанный метод раздельного формирования телевизионных изображений фона и объектов с последущим их наложением позволяет строить вычислительные система воспроизведения бортовых телеканалов для авиационных тренажеров от простых (процедурных) до самых сложных (комплексных) при вполне приемлемых затратах, меныих чем затраты на создание чисто цифровых систем синтеза визуальной обстановки. Совокупность разработанных модулей является удобным програа^но-аппаратным комплексом для реализации в составе тренажеров раолиь ных классов всего комплекса задач по обучение авиационных специалистов применении бортовых телеканалов, входящих в состав пассивных оптико-электронных прицельно-навигационных систем управления.

йпробациа работы. Основные положения диссертационной работы докладывались: на зональных семинарах: "Тренажеры и имитаторы" . Пенза, 1990 г,

"Применение наганной графами в кодеяированнн и обучащих системах", Пенза, 1990 г,

на научно-технических семинарах в ОКБ ПО "Эра", г.Пенза в 1990 -1992 г.

на 1У Всесоюзной научно-технической конференция "Теория и практика имитационного моделирования.и создание тренажеров", г.Пенза 1991 г.

на 1У Всероссийской конференции " Тренааерн и конпьитнризацня профессиональной подготовки", г. Москва, 1994 г;

Публикации. По результатам проведенных исследований, выполненных в процессе работа кзд диссертацией, опубликовано десять печатных работ.

Структура и объец диссертации. Диссертационная работа сос- ' тоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы (57 наименований), прилогения н содергит навинопксних страниц основного текста, рисунков и 2 таблицы. Обций объем приложений составляет 25 страниц.

СОДЕРШИЕ РАБОТЫ. .

Во введении обоснована актуальность проблемы.

В первой разделе приведен обзор состояния реальных бортовых пассивных оптико-злектронных систем управления летательных аппаратов. х

Реальная аппаратура пассивной оптико-электронной системы управления СПОЗС) устанавливается'на борту летателйного аппарата (ЛА). Пассивной оптико-электронной системой управления называется такой телевизионный канал, которая образуется оптико-электронныи. устройством, используемый для телевизионного наблвдения за назек-ныии объектани.

Пассивная оптико-электронная система управления предназначена для выполнения следуп^их задач: обнзрувения, расппзнава[шя и сопровоаденка оптически видимых наземных и надводных объектов в дневное врена при простых метеоусловиях; -формирования и выдачи в навигационный комплекс Лй относительных ' угловых координат оптически видимого сопровоадаеаого объекта.

Показан принцип действия пассивной оптико-злектронной систе-аы управления, который одинаков для различных типов /Ш.

При полете ЛА с использованием бортовой аппаратуры пассивной оптико-злектронной систеиы управления на экране внутрикабинного индикатора формируется картина земной поверхности, размер которой пряко пропорционален углам визирования

S = a b = Н [tgcyfl+ 0,5ie)-tg(iS- 0.5£e)] * •* Н ttg(£ + 0,5ir>-te(£- 0.5$.)] = • = H2"[tg(^+ Q,5fe i-tgC^S - 0.5<?e)l-[tgc^ + 0.5<fr)-tBC^- 0,5£,)1, где Зв и Er - углы обзора бортовой аппаратуры ПОЗС .

Так при полете на средней знсоте (Н = 2500 и) и углах визирования % ■ = 0*и % = 0° оператор ковет наблюдать площадку земной поверхности S, = 175 х 175 и. При каксннальннх углах визирования ( fB = 45е, % - !5°) на экране формируется площадка S., размером

262 х 18? ы.

По сути дела, в телевизионный сигнал преобразуется поле оптического контраста В, которое в общем виде можно записать как:

В ( г, I ) = В ( х, у, х„ . ун , 1; ) где г ( х„ у, х* , у „ ) - вектор, компонентами которого являвтся координата точек подстилающей поверхности (х, у) . и координаты наблюдателя С х„ , у„ ),

I - время.

При тренировке на имитаторе ПОЗС оператор решает задачи поиска объекта, его обнаружения, различения и опознания, после чего принимает ремение о характере действий.

Режение задач обнаружения и распознавания объектов (особенно малоразмерных) на фоне подстилающей поверхности является наиболее важной операцией.

При построении систем визуализации встает вопрос о необходимой и достаточной степени детализации формируемого изображения.

По результатам исследования, проведенного совместно с Киевским внсаим военным авиационным инженерным училищем, делаетси вывод, что при выполнении полетного задания на средней высоть спе-ратор может увидеть одновременно в кадре не более двух объектов.

Проведен анализ состояния методов имитации пассивных оптико-электронных систем управления, как- объектов обучения авиационных специалистов, вскрыты положительные и отрицательные стороны существующих методов имитации. Так как имитаторы пассивной оптико-электронной системы управления по своим принципам функционирования подобны имитаторам внежней визуальной обстановки, анализ состояния методов имитации ПОЗС можно проводить, рассматривая имитаторы визуальной обстановки.

В настоящее время режить задачу имитации пассивной оптико-электронной системы управления возможно различными путями: оптико-телевизионным, цифровым и методом с использованием видеозаписи. Однако, всем методам присущи, определенные недостатки:

оптико-телевизионный имитатор не в состоянии обеспечивать боль-вой район визуализации, имеет солидные габариты ч больжое потребление электроэнергии;

имитаторы, построенные на основе системы синтеза внежней визуальной обстановки, требуют больную мощность вычислительной техники по быстродействию и объему памяти. Они не могут с достаточной

точностью воспроизводить текстдру подстилающей поверхности, имеют больжуп (по сравнении с оптико-телевизионными имитаторами) стоимость; >

имитаторы, построенные фирмой 1Ы1Гиз1Ьп с использованием видеозаписи позволяют вести тренировку в конкретных районах Земли, но не могут быстро менять оператино-тактическув обстановку, что ограничивает тактические возможности тренажера. Кроме того, при третьем - четвертом пролете над одним и тем же районом тренировка может терять всякий смысл. Летчик при повторных полетах может непроизвольно связывать наличие каких либо наземных или воздужных ориентиров в кадре с появлением в скором времени на экране индикатора целей, которые требуется, обнаружить. Зто в свои очередь снижает качество тренировок. ' , '

На основании проведенного анализа, обобщив существующие на настоящий момент времени методы и принципы создания имитаторов вневней визуальной обстановки и пассивных оптико-злектронных систем управления, в настоящей работе ставится задача: разработать и исследовать такой метод имитации телевизионных изображений, который позволит получать качественные спжеты при минимальных затратах средств; обеспечить формирование картины реального района конкретной земной поверхности к быструю смену различных маржрутов полета: разработать структуры устройств, реализующих выбранный метод имитации; провести эксперимент с целью подтверждения работоспособности предложенного метода. ,

Предложенный метод построения имитатора пассивной оптико-электронной система управления требует выполнения следующих условий:

изображение подстилающей пов€рхности должно генерироваться всегда и в течение всего времени, необходимого на выполнение полетного задания с использованием телеканала;

изображение объектов и целей рекомендуется генерировать отдельно от изображения фона н "подменивать" по мере необходимости.

Данный метод имитации предполагает . формирование и вывод на экран индикатора изображения трёх различных классов: а) подстилавшей поверхности, б> трехмерных объектов, в) символьной служебной информации;

Так как требования к качеству изображения подстилающей поверхности и сложных трехмерных объектов принципиально различны,

- 7 - • ..'•■••;-

то для их синтеза приценяется различные алгоритма.

Исходя из выае сказанного представляется целесообразный ®ор-ияровать изображение подстилакдей поверхности с крдпннан и протяженными объектами и ориентирами -телевизионный методом» с исполь-зованиеи в виде база данных информации, записанной на видеомагнитофон. Б то ве вреая форанрование изображений визируемых объектов и целей предлагается осуществлять игтодани цифрового синтеза с последующим налоаениеи их на изображение подстилахзей поверхности.

Для реализации поставленной задачи разработана обобщенная структура ииитатора пассивной оптико-злектронной система управления и структурная схеага иодуля формирования телевизионного изображения. При этой показана целесообразность построения иодуля формирования телевизионного изображения в виде двух сцбыодулей: канала сорбирования изображения подстилавшей поверхности и канала формирования изображения объектов и целей.

Предлагаемый модуль формирования телевизионного изображения (МФТИ), построенный на основе комбинированного метода. должен обеспечивать формирование телевизионного изобрааения синтезированных объектов к целей на фоне подстилавшей поверхности в реальной масштабе времени в соответствии с динамикой полета н вывод его на экран растрового телемонитора. Для этого МФТИ должен включать в себя:

канал формирования кзобрггеная объектов а целей; канал формирования изобрааения подстилавшей поверхности; вычислитель; •

канал сорбирования сухарного шобрааеаиа.

. Второй раздел Еосаяден разработке комбинированного сетода формирования телевизионного изображения подстилагцей поверхности и налогешшх 5Ш нос сЗъсгтос и целей. \

Рассмотрен катекатаческий аппарат', позволяющий формировать объекты и цели. Поскольку трехмерные объекты прогцирдгтеа на кар-ткинув -плоскость гггс двдвгргдгз „ рассмотрен алгернтк вычисления плоских гсоиетричес!К1х проекций, отображавший трехиеркие объекты в канонический сбъеа. что позволяет зпачателько'проце производить слерациЕ отсечения.

ОоршроБанке кзоСразепяя объекта езлезтся процессов создания аоделн объекта, сзобразспла которого г.оказиваетси " на экране.

-В-

Обычными операциями в этоа процессе являптся определение точек и отрезков, а также переведение, вращение и касвтабнрованвд объектов по известным законам

Р ' = Р Т С Вх . Пз ). Р ' = Р 5 С Ях . ), Р ' = Р Я (8).

Манипулирование объекта осуществляется путем косвенного манипулирования его физического изображения на экране.

Процесс вывода трехмерной графической информации более сложный, чем соответствуичий двумерный процесс.1 Слоеность возникает поточу, что видовая поверхность не имеет графического третьего • измерения.

Несоответствие меадд пространственными объектайн и плоскими изображениями устраняется путем введения проекций, которые отоб-разазт, тогшеряне~ сбьгкти кз двуиерноЗ проекционной картинной плоскости.

Поскольку параллельная проекция дает сенге реалистичное изображение, ввиду отсутствия перспективного укорачивания, предлагается использовать центральное проецзрозаиет. .

3. результате вачксленкя плоских геометрических проекций находится моркирувцее преобразование йчеигр. переводящее произволь- ■ нае видикие объгкы для центральной проекции в ссгатветствувцие канонические видикаа обгеаы. 8 зтоа случае отсечение будет осуществляться в вкдознх координатах я сопровождаться проецированием на плоскость. Следва этой стратегии, приходится затрачивать усилия на преобразования точек, наторне будут впоследствии отбровены операцией отсечения, однако сама процедура отсечения вкполняется довольно легко.

Полное вндовог преобразование для центральной проекции имеет

вид:

И = т«е*г*№ о ) - 5Н,С а , Ь )-5че-«»

Рассмотрела различнее метода закраски синтезируемых объектов н забран наиболее оптккаяышй из вкх йрккеикгелько к поставленной задаче.

Рассмотрен алгоритм синтеза изобрааекия к проведена его мо-дкфякация применительно к поставленной задаче, по модифицированному алгоритму написана программа, которая била опробирована.

Модификация замечается в введении в схему алгоритма особого

этапа предподготовки, т.е. заранее определяются приоритетные признаки для отдельных составляющих сцены. Признаки эти в дальнейвем используются алгоритмом удаления скрытых поверхностей, значительно облегчая его работу. Введениэ этапа предподготовки возможно только при условии, что объект статичен, а меняется только точка наблюдения. Это обстоятельство позволяет заранее составить полный список видимых положений объекта для любой точки наблюдения.

Исследован принцип построения канала формирования изображения объектов и целей (КФИОиЦ) и на его основе разработана структурная схема КФИОиЦ, включающая в себя: аналого-цифровой преобразователь; модуль синхронизации; оперативное запоминающее устройство 039; модуль управления ОЗУ; персональную электронно-вычислительную мажину.

Входными данными для программы синтеза объектов и целей являются углы положения Лй и прягкцик наклонной дальности от ЛА до точки пересечения линии визирования с поверхностью зеалн. Условно эта точка принимается за центр расположения нижней грани объекта цели. В процессе "полета" центр изображения объекта остается неподвижным в экранной системе координат, связанной с 039, ;<зменяется только ракурс и масштаб в зависимости от изменения положения точки наблюдения в пространстве.

Третий раздел посвящен разработке канала формирования изображения подстилающей поверхности и разработке принципов функционирования вычислителя.

Канал формирования изображения подстилающей поверхности формирует изображения подстилающей поверхности земли телевизионным методом. Для повыжения реалистичности изображения подстилающей поверхности в настоящей работе предложено использовать информацию о внекабинной обстановке, записанную на видеомагнитофон.

Такая видеозапись позволит проводить обучение летного состава на-."реальной местности", ознакомит со всеми визуальными ориентирами в конкретном районе и тем "самым улучжит качество подготовки перед выполнением боевой операции. Основным преимуществом данного метода является то, что летчик во время тренировки будет привыкать к изображению реальной местности, над'которой ему предстоит выполнять боевое задание.

Разработана структурная схема канала формирования изображения подстилающей поверхности, включающая в себя: два оперативно

шоминасцие устройства ( 033 ) с модулями управления: аналогово-|фровой преобразователь (АЦП); модуль управления лентопротяжным »ханизмом (ЛПМ) видеомагнитофона: модули видеоусилителя и синх-энизации.

Чтобы имитатор ПОЭС не повторял недостатков первых кино-тре-зжеров, когда воздействия летчика на органы управления имитатора е вызывали ответной реакции, каждый фрагмент картины земной по-ерхности заносится в локальную память. По управляющим сигналам ычислителя, фрагмент изображения, находящийся в памяти, может зменяться по ракурсу и масмтабу. Обновление информации обеспечи-ается за счет второго оперативно-запоминающего устройства.

Базой данных для формирования изображений подстилающей по-ерхности является библиотека видеокадров, снятых на магнитную енту в виде видеофильма.

Количество фрагментов определяется необходимыми размерами цены для отработки учебного упражнения.

Каждый фрагмент изображения подстилающей поверхности имеет :вой код, записанный на дорожке сигналов управления и позволяющий «тысвивать необходимый фрагмент в библиотеке видеокадров.

Фрагмент изображения, записанный в 039, представляет собой цотографип местности, снятую с некоторой высоты Но. объективом с }глами зрения £а тл ¿г . Картинная плоскость снятого изображения • [базовая плоскость) совпадает с плоскостью 11 земной системы ко-зрдинат и связанной с ней системой координат 033. Тогда центральная проекция из точки наблюдателя на земную поверхность однознач-<о определяет основание пирамиды видимости в системе координат !>.'!. ... - - . -Область координат 039 определяется базой данных, т.е. количество ' фрагментов изображения местности, записанных на видеомагнитофон.

= [ о : Ю23 п.] [ о : 5*1 к 1, где п, к - число фрагментов по осям 1 и X соответственно.

'Координаты в земной системе координат и системе координат 039 связаны между собой соотножением: Ха - Х5 К + Хв' , 1а = 2, К + 2а' , К = 1024 / Б [1/мЗ . где X.', 2а' - смещение точки начала системы координат 033 в - II -

скстеае ;

К - иасвтабный коэффициент;

S - протяаенность фрагмента изображения на вес ностп по оси Z.

Угол зрения имитируемых телеканалов уже, чей угол зрения oi ектнва. с покощьв которого осуществляется съемка на видеокагшл Фон, поэтому, при имитации полета на высоте Н , кспользуеч только часть пространства 039. Последнее, наряду с ограничен! разрешавшей способности телевизионного индикатора и снижен! требований к качеству изображения подстилающей поверхности i приблисении к цели, позволяет иаситабировать изображение в ЖИ1 ких пределах.

Зная текущие координаты точки наблюдения Х„ = f( t.Ux Zо =. f( t.Uz ). аогек определить изменение положения зона счкт ванкя 039 с учетоа двкзенкг lift:

X" = К" + X. , Z" - v + г..

Для перспективного преобразования изображения, считываем из ОЗН в картинную плоскость на экране телевизионного индикап необходимо реализовать следующув развертывающую функции по oi координат 039:

X = X. + t (X, - Xj t / Гетр I

z = za. + г ае - ij t /Гетр 1

t = О.Гстр , где: X, I - текущий адрес столбцов н строк,.

Т стр.- длительность строк» телевизионного кзобравс! индикатора.

Адрес (координат начала) кагдой последув^ей строки апрелем тез из выражения:

X = Ха - I (Ха - Х^) t / Гк ] Z : Z4 t i ai - ld) t / Г К 1 -t = O.fK .

где Г к - длительность кадра телевизионного изображения.

Координаты точек пересечения линии горизонта со сторонами i новация пирамиды видимости определяются из выражения: Ха' = 4.12 II k / Cosier - £ г); ' Хь* = 4,12 й к / Cos(*Рг + Е г).

Одни* из основных модулей ииитатора пассивной оптико-зле!

ниой скстеан авлается вычислитель, на который возловена еднк-я управления каналааи формирования нзобразеиий подстилающей по-рхностн и объектов (целей).

По данный, получаемый с ПЭВи, вычислитель инитатора пассшз-й оптика-электронной снстеаы управления производят расчет коор-нат точек пзресечения ребер пирамиды видимости с базовой (нулей) плоскостью в системе координат картинной плоскости, т.е. оп-деляет границы зоны считнвания пространства ОЗУ.

Одновременно происходит выбор нужного фрагмента из библиоте-I видеокадров для обновления информации ОЗУ» с теа чтобы границы ¡нн считывания не внали за пределы адресного пространства ОЗУ.

Б канале формирования изображения подстилавшей поверхности )едусаотрена возможность коррекции скорости видеомагнитофона с чтобы период воспроизведения текущего фрагмента изобрахения Гт) бал равен периоду обновления информации 933 (То). Коррекция {орости видеомагнитофона осуществляется с поаоцьв модуля управляй лентопротяжного иеханизаа (ЛМП), который формирует сигнал травления скорости ЛПМ по сигналам То - Тт.

Разработаны алгоритм управления тштатороы ПОЗС, алгоритмы зчислениа озибок в региме "Автоматическое корректяруеное слезе-ие". и алгоритм определения числовых характеристик точности сле-ений.

Четвертый раздел работа содерант иатериала экспериментальных

ссяедсзаккй, осаоснае тактико-технические характеристики макет-сго образца янитатора пассивной оптяко-электронной систены уп-авления п сравнительный анализ предлогенной систены с анадогпч-ь. п сичествугяааа системами ннитавдиз знезней визуальной обста-сзк. , Дла проведения сравнительного анализа были взяты три кня-атора зисснеЛ визуальной обстановки, построенные на основе раз-.ячнах 1ЛИНЦИПОВ моделирования. При проведении сравнительного ■яаяязз Сътл зкбрани несколько критериев, отразапцих технический ¡рпвгкь ^штаторов. Такикл критериями явлзптся:

1) разгггр района земной поверхности;

¡) некоторая -галичипа Т, иарактеризузцаа. длительность трениро-. почного поле.м над иоделируеной иестностьа. За эту величину, принимается- отношение обцей площади имитируемой поверхности 52 к плояади зеяной поверхности 51, наблшдаемой через экран индикатора ■■ Т = 22 / 51^

в) условна видимости ;

г) количество огней в кадре;

д) количество граней в кадре;

е) количество цветов в кадре;.

ж) возможность имитации текстурированной поверхности;

з) минимальное время запаздывания и т.д.

Данные сравнительного анализа сведены в табл. 1. Для 6ол< объективной' оценки была проведена обработка полученных результ. тов по методу приближения к эталону. Результаты этой обработ: сведены в табл.2. Сравнив находящиеся в таблице результаты, мож) сделать вывод, что предлагаемый образец, построенный на осно! комбинированного метода, наиболее приближен к эталону.

В приложении приводятся листинги пакета программ и блок-cxi мы алгоритма управления имитатором ПОЭС.

Представлен акт внедрения и использования результатов дя сертационной работы в Пензенском конструкторском depo моделиров; ния и выписка из "Летной оценки".

Основные результаты и выводы.

1. Проанализировано состояние и перспективы развития бортов! прицельно-навигационных систем, использущих в качестве источш ков информации телеканалы, а также пути развития средств имитац] телевизионных каналов.

Определена необходимость обучения авиационных специалист! управление бортовыми спецсистемами с целью приобретения ими гл! боких знаний и профессиональных навыков в применении оптико-т'ел! визионных бортовых систем управления при выполнении спецзадач.

2. В настоящее время обучение управлении бортовой спецаппарат! рой возможно проводить на имитаторах, построенных на основе меп дов физического (с использованием макетов местности ) и математ! ческого (компьвтерные генераторы изображения) моделирования. Эп методам присуци определенные недостатки.

На основании проведенного анализа суцествуючих методов hmi тации предложен комбинированный метод раздельного формирован! фона и целей для режения вопросов имитации пассивной оптико-зяе1 тронной системы управления. Предлагаемый метод позволяет бкет] расставлять на изобрагенки местности различные объекты и цел1 Местоположение и класс объектов могут быть изменены по команд;

ютрдктора, что повизает качество тренировок и не приводит к не-юиззольному запоминании смета.

Предлагаемый метод дает дополнительный полозительный эффект: ул изменении высоты полета детализация объектоз длучжается. чего г происходит при записи изображения объектов на видеопленку.

3. Проведена модификация алгоритма синтеза изображений с целью го упрощения применительно к поставленной задаче.

Модификация заклшчается во введении в схему алгоритма особого rana предподготовки. т.е. заранее определяются приоритетные прн-наки для отдельных составляющих сцены. Признаки эти в дальнеймем спользуптся алгоритмом синтеза изображений, значительно облегчая го работу. В связи с тем, что объект статичен, а меняется только очка наблюдения, заранее составляется полный список видимых по-ожений объекта для лвбой точка наблидения.

Весь процесс удаления скрытых поверхностей практически выведен а пределы а^гсзитма синтеза изображения на этап предподготовки.

само удаление свелось к сортировке по I ограниченного числа ераин и выбору из базы данных объекта граней с определенный при-наком.

4. Разработанный метод раздельного формирования телевизионных зображений фона и объектов с последующим их наложением позволяет троить вычислительные системы воспроизведения бортовых телекана-ов для авиационных тренажеров от простых (процедурных) до самых ложных (комплексных) при вполне приемлемых затратах, меньмих чем атраты на создание чисто цифровых систем синтеза. Совокупность азработанных модулей является удобным программно-аппаратным компасом для реализации в составе тренажеров различных классов все-о омплекса задач по обучении авиационных специалистов применена .чртовнх телеканалов, входящих в состав пассивных оптико-1лектро1 чах прицельно-навигационных систем управления.

5. Построен макет и проведен сравнительный анализ характеристик [акетного образца с существенный аналогичными системами имитации, 'азработашгай наитатор по своим характеристикам, не уступая циф-ювнм системам, превосходит оптико-телевизионные имитаторы и яв-[яется достаточна деяевнм по сравнении с системами цифрового синтеза. Обработанный по метода приближения к эталону результаты шализа показалр облснйванность предложенного метода и его эффективность по сравнениЕ с существующими.

6. Построенный на основе предлояенного автором комбинировав

истода макетный образец позволяет осуществлять качественную т . нировку летного состава управлению бортовции спецсистеиами,

подтверждено выписками из "Летной оценки...".

Основное содержание диссертации изложено в работах:

1. ©ролов В.Н. Пути расвирения углов зрения в ИБО, построен на основе физического моделирования. "Тренажеры и имитатор Тезисы докладов к зональному семинару, Пенза, 1990 г.

2.- Пустыльников Л.В., Фролов В.Н. Анализ вариантов построе видеопроцессора с использованием видеобуфера. "Применение винной графики в моделировании и обучающих системах", Пен: 1990.

3. Фролов В.Н. Методы коррекции местоположения ЛА в ИВО. "Тео] и практика имитационного моделирования и создания трена! ров", четвертая Всесоюзная научно-техническая конференц1 Пенза, 1991 г. /

4. Фролов В.Н. Использование алгоритма 1уиейкера для книга; бортовнх спецсистем. Информационный листок N 294-94, Пен; ЦНТИ, 1994 г.

5. Фролов В.Н. Комбинированный метод имитации бортовой пассив! оптико-электронной системы в авиатренажерах. Информацией листок Н 293-94, Пенза, ЦНТИ. 1994 г.

6. Фролов В.Н. Методика стыковки визуальной информации в разл> ных имитаторах авиационных тренажеров. Информационный лист К 292-94, Пенза. ЦНТЙ, 1394 г.

7. Фролов В.Н., Годунов А.И., Роганов Б.Р. Разработка конбиниг ванного метода имитации пассивной оптико-электронной систеь "Тренажеры и компыатнризация профессиональной подготовки Тез. докл. IV Всерос. конф. - Иосква. 1994 г.

8. Фролов В.Н.. Годунов Й.И. К вопросу об использовании ба данных имитатора визуальной обстановки для имитатора: 'Ласси ной оптико-электронной системы. "Тренажеры и кокпьютнризац профессиональной подготовки": Тез. докл. П Всерос. конф. МоЬква', 1994 г, ' ,

9. Годунов й.И., Роганов В.Р., Фролов В.Н. Применение подвиен объектов в имитаторах визуальной обстановки авиационных тр нанеров. "Тренажеры и компьютнризация профессиональной подг товки": Тез. докл. 1У Всерос. конф, - Москва, 1934 г.