航天飞行器座舱可信度评估仿真研究.pdf

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1、第34卷第2期计算机仿真2017年02月文章编号：1006—9348(2017)02—0088—04航天飞行器座舱可信度评估仿真研究王琚琚，徐晓静(中国航天员科研训练中心，北京100094)摘要：对航天飞行训练模拟器(A兀'S)模拟座舱的可信度进行研究，可以提高模拟座舱性能。由于航天飞行器中的空间视觉环境和内部布局存在一定的特殊性，对可信度进行评估时，需要考虑视觉因素和座舱特点，传统的可信度评估方法，容易受到周围环境影响因素较多，且没有充分考虑视觉因素与座位特点，导致对模拟座舱可信度评估不准确的问题。提出一种新的模拟座舱可信度评估方法，以人的视觉系统(HVS)工作原理为依据，结

2、合三构件、五要素和全参考型设计思想，在对航天飞行器座舱空间图像转换为二维图像后，对转换后的单幅图像边缘进行相似度评估，并结合利用权重法对空间视觉环境综合相似度进行评估，完成航天飞行器座舱可信度评估，将航天飞行器座舱内不同要素的权重值作为可信度评估的标准，仿真结果表明，航天飞行器模拟座舱仿真可信度具有较高的评估准确度。关键词：仿真可信度；评估方法；航天飞行器；航天飞行训练；模拟座舱中图分类号：TPl5文献标识码：AShuttlecockpitcredibilityevaluationsimulationresearchWANGJun—jun，XIXiao—jing(Astrona

3、utResearchandTrainingCenterofChina，Beijing100094，China)ABSTRACT：Inthispaper，weproposedanewcredibilityevaluationmethodofcockpitinaerospacecraft．Firstly，weconvenedthecockpitimagetotwo—dimensionalimage．Thenweintegrateddesignconceptofthreecomponents，fivefactorsandfullreferencetoevaluatesimilarit

4、yoftheconvenedsingleimageedge．Thenweevaluatedthecomprehen—sivesimilarityofspacevisualenvironmentalintegratedwithweightingmethodtoachievethecredibilityevaluation．Theweightsofdifferentelementsinaerospacecraftcockpitwereusedasstandardofcredibilityevaluation．Thesimu-lationresultsshowthatthecredi

5、bilityevaluationhashighprecision．KEYWORDS：SimulationCredibility；EvaluationMethod；Simulator；AerospaceFlightTraining；CockpitSimulation1引言航天飞行训练模拟器(AerospaceFlightTrainingSimula—tor，AFIS)是用于航天员熟悉飞行器的舱内环境和结构布局，因此需要在地面上构建飞行器的模拟座舱。模拟座舱对于航天员建立航天飞行生活和工作环境的第一印象，并不断熟悉飞行器内部结构非常重要，因此，在AFI'S的仿真可信度研究中，模拟座

6、舱的仿真可信度评估是其中的重要一环。研究表明，航天员在进入模拟座舱时，在熟悉飞行器内部环境和结构布局过程中，主要是视觉发挥主要作用，模拟座舱是否真实，从本质上来说就是看其是否给航天员提供了真实的视觉感知结果。1‘“。因此，在对模拟座舱进行仿真可基金项目：中国航天医学工程预先研究项目(2013SY548130)收稿日期：2016—04一12修回日期：2016—04—23—88一信度评估时，可以从视觉感知的角度出发进行阻6

7、。但传统的模拟方法没有充分考虑视觉因素，存在模拟的真实感不强烈，影响了飞行员悉飞行器内部结构的速度。提出一种新的模拟座舱可信度评估方法，并通过仿真实验对其性能进

8、行验证。2航天飞行器座舱可信度评估原理在进行航天飞行器座舱可信度评估时，与航天飞行训练模拟器视觉仿真可信度评估相关的特性包括频率敏感性、相位特性、方向特性、形状特性、运动特性、位置特性、任务及特定目标、区域大小等，考虑上述特性，并结合主观评价法和客观评价法、三构件评估法、五要素评估法和全参考型评估法：7““，利用式(1)建立航天飞行器座舱可信度评估模型∑(sj，P女)H2盖ti百，孔l￡一lJ其中，si代表航天飞行训练模拟器的方向特性参数，P。为位置特性参数，m为运动特性参数，t为航天飞行训