[发明专利]应用于集群战机场景的操控及自动机动仿真系统及方法

说明书

本发明公开一种应用于集群战机场景的操控及自动机动仿真方法，在集群战机仿真场景下实现多机操控及自动机动调控，提出交互逻辑，优化计算耗能。本发明所述方法包含两个部分：一是交互界面，二是算法平台。交互界面处理三种指令，分别是逻辑指令、操控指令及自动机动指令。算法平台开启三条线程，一是主线程，二是通信线程，三是配平线程。通过通信协议，交互界面将指令实时传递给算法平台影响算法进程，经过算法平台处理后获得更新状态变量，实时传递给交互界面进行显示，交互界面与后台算法分开，方便算法调试。算法平台将耗时更多的配平线程同主线程分开，节省计算时间，引入机动库指令设计，实现战机自动机动效果。

技术领域

本发明涉及操控及仿真方法，特别是涉及一种应用于集群战机场景的操控及自动机动仿真方法。

背景技术

在国防领域中，集群战机对抗是空战研究中的一个重要场景，主要涉及多对多战斗机的操控仿真与算法测试。

对于集群战机场景仿真来说，主要包含以下几个方面：一是界面操控，考虑逻辑指令信号的输入输出、战机操控指令的输入输出等。二是战机动力学模型的运算，考虑重点关注航迹层的低精度动力学模型，如三自由度质点模型，或是考虑高精度动力学模型，如导入气动数据的六自由度动力学模型等。不同精度的模型所需要的仿真流程大不相同，对于计算的消耗、仿真流畅性的影响差别也较大，需要进行额外的算法处理；三是多机操控协议的确定，集群仿真涉及多机操控指令的输入，遥感等控制指令是从哪一台设备输入、意在控制哪一架飞机都需要提前通过协议设定好，才不会出现指控混乱。同时单机同调度中心的协议也需要确定，以实现指控中心对于全部集群的整体操控。

现有仿真技术对集群战机场景的应用有很多问题，一是仿真集群动力学使计算量陡增，仿真的流畅性受到挑战，尤其是面对高精度模型时，即使是运行单机配平算法也耗时很长；二是多机操控的协调难，随着集群数量的增加，红蓝方分组异构，对分布式集中式协议的构建构成挑战；三是自动化难，空战场景仿真中战机机动是重要的操控指令，随着集群数量的增加，模型精度的提高，自动机动库指令调取很难实现理想的动力学响应。

发明内容

本发明的目的在于鉴于现有技术中存在的上述问题，提出一种应用于集群战机场景的操控及自动机动仿真系统、方法。

一种应用于集群战机场景的操控及自动机动仿真系统，所述系统包括：算法平台，所述算法平台包括：通信线程、配平线程、主线程；

所述通信线程用于获取交互界面发动的逻辑指令、操控指令、自动机动指令以及初始状态变量；

所述配平线程用于根据所述逻辑指令，激活运行配平算法，更新所述初始状态变量，得到更新状态变量；

所述主线程用于根据所述逻辑指令、所述操控指令进行操控动力学解算，根据所述自动机动指令进行自动机动动力学解算，以及所述更新状态变量，得到主线程仿真解算结果。

在一个实施例中，所述系统还包括交互界面；所述交互界面获取并处理外部输入的逻辑指令、操控指令、自动机动指令，并实时将所述逻辑指令、操控指令、自动机动指令发送至所述算法平台的通信线程。

在一个实施例中，所述配平线程用于根据所述逻辑指令，激活运行配平算法，更新初始状态变量包括：所述配平线程中的更新单元用于根据所述初始状态变量，经过配平运算，得到更新状态变量，并将所述更新状态变量通过所述通信线程发送至交互界面进行显示。

在一个实施例中，所述逻辑指令包括算法平台的开始指令、暂停指令、终止指令、重新开始指令。

在一个实施例中，所述逻辑指令还包括操纵特定编号战机的指令，当所述交互界面向所述算法平台发送算法平台的开始指令的同时发送所述操纵特定编号战机的指令。

在一个实施例中，当所述逻辑指令发生变化，则将变化后的逻辑指令实时发送至算法平台。