一种基于VR的航电联试环境工艺布置演示系统的制作方法

本发明涉及飞机航电联试领域，具体的说是一种基于vr的航电联试环境工艺布置演示系统。

背景技术：

在新型飞机航电联试环境建设过程中，存在环境组成和航电产品复杂、尺寸各异和电缆较多，拟定建址区域空间有限、周围复杂、受限较多等问题，给环境建设选址分析和工艺布置设计带来了困难，按传统工艺设计手段，仅仅通过平面设计图纸方式难以满足分析论证要求，因此，必须采用新技术新方法，提高环境建设选址和工艺布置的有效性和科学性，促进环境建设的科学有效实施。

中国发明专利cn201610919713.7(公开日为2017年1月4日)公开了一种交流伺服系统性能演示系统，该系统用于交流伺服系统的性能演示，系统包括间歇演示系统、对插齿演示系统、振动抑制演示系统中至少一个。缺点是该系统只是交流伺服系统性能演示系统，没有涉及地面联试环境工艺布置演示。

中国发明专利cn201611085710.4(公开日为2017年3月22日)公开了一种用于无人机飞行演示的虚拟系统，该系统包括投影系统、音响系统、至少两个操控台以及由所述操控台控制的处理器，用于根据飞行状态参数解算实际航迹。缺点是该系统只是无人机飞行演示的虚拟系统，没有涉及地面联试环境工艺布置演示。

中国发明专利cn201610066023.1(公开日为2016年4月13日)公开了一种无人机空域综合飞行安全管控演示验证平台，该平台包括建模单元、仿真单元和空域态势显示单元，为技术最终转化为可保障无人机全天候安全飞行的态势感知与威胁避让装备奠定基础。缺点是该系统只是无人机空域综合飞行安全管控演示验证平台，没有涉及地面联试环境工艺布置演示。

2017年9月出版的《电子科学技术》第5期第130-133页公开了一种基于vr的计算机组装及维修网络虚拟实验室研究与设计，主要是对虚拟现实技术以及虚拟微机组装相关方面的问题进行研究，借助其他的结构模型以及应用测试实例对虚拟现实技术进行具体分析，通过分析可以设计出其他学科的网络虚拟现实实验系统，以便我们更好地应用虚拟实验技术。缺点是该系统只是实现了一个开放式的网络教学实验交互平台，没有涉及地面联试环境工艺布置演示。

2017年11月出版的《航空制造技术》第11期第40-45页公开了一种虚拟现实和增强现实技术在飞机装配中的应用，综合运用了ar和vr的混合现实技术(mixedreality,mr)所建立的虚拟环境可以提供更集中、更全面的装配信息，加强了对重要信息的感知能力。缺点是该系统只是实现了一个虚拟现实和增强现实技术在飞机装配中的应用，没有涉及地面联试环境工艺布置演示。

因此，针对虚拟现实技术和演示系统研究，主要是交流伺服系统性能、无人机飞行演示和虚拟技术远程教学实验室研究，为系统设计和远程教学平台设计提供思路和方法，但是就地面联试环境工艺布置演示系统研究较少，有必要开发用于航电系统联试环境工艺布置演示系统的研究。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提出了一种基于vr的航电联试环境工艺布置演示系统，实现航电系统和航电联试环境3d显示和头盔演示能力，用于体验vr场景感受环境组成介绍的真实性和沉浸感、产品移动安装的空间合理性，以达到较好地保障工艺布置的有效性和科学性。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种基于vr的航电联试环境工艺布置演示系统，包括：

主控按钮模块，用于控制界面菜单切换与画面选择；

过程按钮模块，用于控制画面播放过程的进度；

系统介绍模块，用于播放个系统介绍动画视频；

虚拟布置模块，用于布置虚拟环境进行演示；

仿真调试模块，用于演示和模拟设备的移动安装。

进一步地，所述主控按钮模块包括主菜单按钮、3d显示按钮、头盔输出按钮、退出按钮4个一级按钮，系统介绍模块控制按钮、虚拟布置模块控制按钮、仿真调试模块控制按钮3个二级按钮；

系统启动后默认状态是只显示一级按钮；

所述主菜单按钮点击时，就调用对应的动画，显示包括系统介绍模块控制按钮、虚拟布置模块控制按钮、仿真调试模块控制按钮3个二级按钮；

所述3d显示按钮点击时，就调用对应的显示命令，以3d的方式显示系统视图；

所述头盔输出按钮被点击时，就调用对应的输出切换命令，以适应头盔的交互方式输出；

所述退出按钮被点击时，就调用对应的关闭命令，关闭所有功能并退出系统；

所述系统介绍模块控制按钮被点击时，就调用对应的系统介绍控制事件，可以控制所述二级按钮，系统初始化系统介绍模块；

所述虚拟布置模块控制按钮被点击时，就调用对应的虚拟布置控制事件，可以控制所述二级按钮，系统初始化虚拟布置模块；

所述仿真调试模块控制按钮被点击时，就调用对应的仿真调试控制事件，可以控制所述所述二级按钮，系统初始化仿真调试模块。

进一步地，所述过程按钮模块包括开始按钮、暂停按钮、继续按钮、终止按钮；

所述开始按钮、暂停按钮、继续按钮、终止按钮在所述介绍模块控制按钮、虚拟布置模块控制按钮、仿真调试模块控制按钮等3个二级按钮的作用下被调用显示；

所述开始按钮被点击时，就调用对应的模块控制按钮的开始命令，开始执行当前模块功画；

所述暂停按钮被点击时，就调用对应的模块控制按钮的暂停命令，执行暂停当前模块功画；

所述继续按钮被点击时，就调用对应的模块控制按钮的继续命令，继续被暂停执行当前模块功画；

所述终止按钮被点击时，就调用对应的模块控制按钮的终止命令，终止当前模块功画，并且关闭所有的过程按钮。

进一步地，所述系统介绍模块包括综合显示屏幕、综合控制台、模拟座舱、cni设备测试区、任务数据设备测试区、武控及电子战测试区、光电系统测试区、雷达系统测试区、电源与液冷设备区；

所述综合显示屏幕在所述系统介绍模块的控制按钮作用下，点击开始按钮后，系统打开系统介绍视口，关闭主视口；

所述综合控制台、模拟座舱、cni设备测试区、任务数据设备测试区、武控及电子战测试区、光电系统测试区、雷达系统测试区、电源与液冷设备区通过打印文本、播放音频，展示创建的综合显示屏幕的三维虚拟场景，依次对其进行介绍，播放介绍动画；

在所述系统介绍模块中，若有过程按钮模块中除开始按钮外的其它按钮动作，则执行相应的按钮功能。

进一步地，所述虚拟布置模块通过自动播放方式，展示和创建包括所述综合显示屏幕、综合控制台、模拟座舱、cni设备测试区、任务数据设备测试区、武控及电子战测试区、光电系统测试区、雷达系统测试区、电源与液冷设备区的虚拟三维虚拟场景，实现对航电联试环境的虚拟布置；

所述虚拟布置模块中，若所述过程按钮模块中除所述开始按钮外的其它按钮动作，则执行相应的按钮功能。

进一步地，所述仿真调试模块通过自动播放的方式，依次展示创建的包括cni设备移动安装、任务数据设备移动安装、武控及电子战移动安装、光电系统移动安装、雷达系统移动安装的三维虚拟场景，实现对航电系统及联试环境的虚拟仿真移动安装；

若操作过程中操作所述过程按钮模块中的按钮，则执行相应的按钮功能。

本发明的有益效果是：

(1)实现了航电系统和航电联试环境3d显示和头盔演示能力，可用于体验vr场景感受环境组成介绍的真实性、产品移动安装的空间合理性，以达到较好地保障工艺布置的有效性和科学性，提升了航电联试环境系统设计、工艺设计和虚拟验证能力；

(2)采用虚拟布置模块与仿真调试模块，实现对航电联试环境的虚拟布置，提高了联试环境协调性控制、布置实施可行性分析演示能力，同时提高了演示系统的动作性；

(3)采用3d显示和头盔演示输出，实现了演示系统的3d显示和头盔演示能力，提高了对航电联试环境场景感受的沉浸感；

(4)采用过程按钮模块，实现了演示系统的开始、暂停、继续和终止演示能力，提高了演示系统的自主性；

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的系统组成结构图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。

如图1所示的系统组成结构图：

一种基于vr的航电联试环境工艺布置演示系统，包括以下内容：

(1)所述工艺布置演示系统包括：

主控按钮模块，用于控制界面菜单切换与画面选择；

过程按钮模块，用于控制画面播放过程的进度；

系统介绍模块，用于播放个系统介绍动画视频；

虚拟布置模块，用于布置虚拟环境进行演示；

仿真调试模块，用于演示和模拟设备的移动安装。

(2)主控按钮模块：包括主菜单按钮、3d显示按钮、头盔输出按钮、退出按钮等4个一级按钮，系统介绍模块控制按钮、虚拟布置模块控制按钮、仿真调试模块控制按钮等3个二级按钮；系统启动后默认状态是只显示一级按钮；

(2.1)主菜单按钮：作为主控按钮模块中初始状态就显示的一级按钮之一，当被点击时，就调用对应的动画，显示系统介绍模块控制按钮、虚拟布置模块控制按钮、仿真调试模块控制按钮3个二级按钮；

(2.2)3d显示按钮：作为主控按钮模块中初始状态就显示的一级按钮之一，当被点击时，就调用对应的显示命令，以3d的方式显示系统视图；

(2.3)头盔输出按钮：作为主控按钮模块中初始状态就显示的一级按钮之一，当被点击时，就调用对应的输出切换命令，以适应头盔的交互方式输出，提高了对航电联试环境场景感受的沉浸感，采用3d显示和头盔演示输出，实现了演示系统的3d显示和头盔演示能力；

(2.4)系统介绍模块控制按钮：作为主控按钮模块中的二级按钮，由主菜单一级按钮的控制显示，当被点击时，就调用对应的系统介绍控制事件，可以显示和激活过程按钮模块、关闭主控按钮模块中的系统介绍模块控制按钮、虚拟布置模块控制按钮、仿真调试模块控制按钮3个二级按钮，系统初始化系统介绍模块；

(2.5)虚拟布置模块控制按钮：作为主控按钮模块中的二级按钮，由主菜单一级按钮的控制显示，当被点击时，就调用对应的虚拟布置控制事件，可以显示和激活过程按钮模块、关闭主控按钮模块中的系统介绍模块控制按钮、虚拟布置模块控制按钮、仿真调试模块控制按钮3个二级按钮，系统初始化虚拟布置模块；

(2.6)仿真调试模块控制按钮：作为主控按钮模块中的二级按钮，由主菜单一级按钮的控制显示，当被点击时，就调用对应的仿真调试控制事件，可以显示和激活过程按钮模块、关闭主控按钮模块中的系统介绍模块控制按钮、虚拟布置模块控制按钮、仿真调试模块控制按钮3个二级按钮，系统初始化仿真调试模块；

(2.7)退出按钮：作为主控按钮模块中初始状态就显示的一级按钮之一，当被点击时，就调用对应的关闭命令，关闭所有功能并退出系统。

(3)过程按钮模块：包括开始按钮、暂停按钮、继续按钮、终止按钮，提高了演示系统的自主性，实现了演示系统的开始、暂停、继续和终止演示能力；

(3.1)开始按钮：在主控按钮模块的系统介绍模块控制按钮、虚拟布置模块控制按钮、仿真调试模块控制按钮3个二级按钮的作用下被调用显示，当被点击时，就调用对应的模块控制按钮的开始命令，开始执行当前模块功画；

(3.2)暂停按钮：在主控按钮模块的系统介绍模块控制按钮、虚拟布置模块控制按钮、仿真调试模块控制按钮3个二级按钮的作用下被调用显示，当被点击时，就调用对应的模块控制按钮的暂停命令，执行暂停当前模块功画；

(3.3)继续按钮：在主控按钮模块的系统介绍模块控制按钮、虚拟布置模块控制按钮、仿真调试模块控制按钮3个二级按钮的作用下被调用显示，当被点击时，就调用对应的模块控制按钮的继续命令，继续被暂停执行当前模块功画；

(3.4)终止按钮：在主控按钮模块的系统介绍模块控制按钮、虚拟布置模块控制按钮、仿真调试模块控制按钮3个二级按钮的作用下被调用显示，当被点击时，就调用对应的模块控制按钮的终止命令，终止当前模块功画，并且关闭所有的过程按钮。

(4)系统介绍模块：包括综合显示屏幕、综合控制台、模拟座舱、cni设备测试区、任务数据设备测试区、武控及电子战测试区、光电系统测试区、雷达系统测试区、电源与液冷设备区等；

(4.1)综合显示屏幕：在主控按钮模块的系统介绍模块控制按钮作用下，点击开始按钮后，系统打开系统介绍视口，关闭主视口；调用综合显示屏幕介绍事件，通过打印文本、播放音频，展示创建的综合显示屏幕的三维虚拟场景，对其进行介绍，当前动画播放完后，继续播放综合控制台；在系统介绍模块中，若有过程按钮模块中除开始按钮外的其它按钮动作，则执行相应的按钮功能；

(4.2)综合控制台：在完成综合显示屏幕介绍后调用综合控制台事件，通过打印文本、播放音频，展示创建的综合控制台的三维虚拟场景，对其进行介绍，当前动画播放完后，继续播放模拟座舱；

(4.3)模拟座舱：在完成综合控制台介绍后调用模拟座舱事件，通过打印文本、播放音频，展示创建的模拟座舱的三维虚拟场景，对其进行介绍，当前动画播放完后，继续播放cni设备测试区；

(4.4)cni设备测试区：在完成模拟座舱介绍后调用cni设备测试区事件，通过打印文本、播放音频，展示创建的cni设备测试区的三维虚拟场景，对其进行介绍，当前动画播放完后，继续播放任务数据设备测试区；

(4.5)任务数据设备测试区：在完成cni设备测试区介绍后调用任务数据设备测试区事件，通过打印文本、播放音频，展示创建的任务数据设备测试区的三维虚拟场景，对其进行介绍，当前动画播放完后，继续播放武控及电子战测试区；

(4.6)武控及电子战测试区：在完成任务数据设备测试区介绍后调用武控及电子战测试区事件，通过打印文本、播放音频，展示创建的武控及电子战测试区的三维虚拟场景，对其进行介绍，当前动画播放完后，继续播放光电系统测试区；

(4.7)光电系统测试区：在完成武控及电子战测试区介绍后调用光电系统测试区事件，通过打印文本、播放音频，展示创建的光电系统测试区的三维虚拟场景，对其进行介绍，当前动画播放完后，继续播放雷达系统测试区；

(4.8)雷达系统测试区：在完成光电系统测试区介绍后调用雷达系统测试区事件，通过打印文本、播放音频，展示创建的雷达系统测试区的三维虚拟场景，对其进行介绍，当前动画播放完后，继续播放电源与液冷设备区；

(4.9)电源与液冷设备区：在完成雷达系统测试区介绍后调用电源与液冷设备区事件，通过打印文本、播放音频，展示创建的电源与液冷设备区的三维虚拟场景，对其进行介绍，当前动画播放完后，完成系统介绍模块所有动画，操作过程按钮模块中按钮，执行相应的按钮功能。

(5)虚拟布置模块：为提高联试环境协调性控制、布置实施可行性分析演示能力，提高演示系统的动作性，通过自动播放方式，展示和创建包括所述综合显示屏幕、综合控制台、模拟座舱、cni设备测试区、任务数据设备测试区、武控及电子战测试区、光电系统测试区、雷达系统测试区、电源与液冷设备区的虚拟三维虚拟场景，实现对航电联试环境的虚拟布置；

(5.1)综合显示屏幕：在主控按钮模块的虚拟布置模块控制按钮作用下，点击开始按钮后，调用综合显示屏幕虚拟布置事件，通过自动播放方式，展示创建虚拟布置模块的综合显示屏幕三维虚拟场景，对其进行布置演示，当前动画播放完后，继续播放综合控制台；在虚拟布置模块中，若有过程按钮模块中除开始按钮外的其它按钮动作，则执行相应的按钮功能；

(5.2)综合控制台：在完成综合显示屏幕布置后调用综合控制台事件，通过自动播放方式，展示创建的综合控制台三维虚拟场景，对其进行布置演示，当前动画播放完后，继续播放模拟座舱；

(5.3)模拟座舱：在完成综合控制台布置后调用模拟座舱事件，通过自动播放方式，展示创建的模拟座舱三维虚拟场景，对其进行布置演示，当前动画播放完后，继续播放cni设备测试区；

(5.4)cni设备测试区：在完成模拟座舱布置后调用cni设备测试区事件，通过自动播放方式，展示创建的cni设备测试区三维虚拟场景，对其进行布置演示，当前动画播放完后，继续播放任务数据设备测试区；

(5.5)任务数据设备测试区：在完成cni设备测试区布置后调用任务数据设备测试区事件，通过自动播放方式，展示创建的任务数据设备测试区三维虚拟场景，对其进行布置演示，当前动画播放完后，继续播放武控及电子战测试区；

(5.6)武控及电子战测试区：在完成任务数据设备测试区布置后调用武控及电子战测试区事件，通过自动播放方式，展示创建武控及电子战测试区三维虚拟场景，对其进行布置演示，当前动画播放完后，继续播放光电系统测试区；

(5.7)光电系统测试区：在完成武控及电子战测试区布置后调用光电系统测试区事件，通过自动播放方式，展示创建的光电系统测试区三维虚拟场景，对其进行布置演示，当前动画播放完后，继续播放雷达系统测试区；

(5.8)雷达系统测试区：在完成光电系统测试区布置后调用雷达系统测试区事件，通过自动播放方式，展示创建的雷达系统测试区三维虚拟场景，对其进行布置演示，当前动画播放完后，继续播放电源与液冷设备区；

(5.9)电源与液冷设备区：在完成雷达系统测试区布置后调用电源与液冷设备区事件，通过自动播放方式，展示创建的电源与液冷设备区三维虚拟场景，对其进行布置演示，当前动画播放完后，完成虚拟布置模块所有动画，操作过程按钮模块中按钮，执行相应的按钮功能。

(6)仿真调试模块：为提高航电系统及联试环境操作性、可行性控制演示能力，提高演示系统的交互性，采用包括cni设备移动安装、任务数据设备移动安装、武控及电子战移动安装、光电系统移动安装、雷达系统移动安装5个仿真调试动画事件，实现对航电系统及联试环境的虚拟仿真移动安装；

(6.1)cni设备移动安装：在主控按钮模块的仿真调试模块控制按钮作用下，点击开始按钮后，调用cni设备移动安装仿真调试事件，通过控制点交互自动播放方式，展示创建仿真调试模块的cni设备移动安装三维虚拟场景，对其进行移动安装演示，当前动画播放完后，继续播放任务数据设备移动安装；在仿真调试模块中，若有过程按钮模块中除开始按钮外的其它按钮动作，则执行相应的按钮功能；

(6.2)任务数据设备移动安装：在完成cni设备移动安装后调用任务数据设备移动安装事件，通过控制点交互自动播放方式，展示创建的任务数据设备移动安装三维虚拟场景，对其进行移动安装演示，当前动画播放完后，继续播放武控及电子战移动安装；

(6.3)武控及电子战移动安装：在完成任务数据设备移动安装后调用武控及电子战移动安装事件，通过自动播放方式，展示创建的武控及电子战移动安装三维虚拟场景，对其进行移动安装演示，当前动画播放完后，继续播放光电系统移动安装；

(6.4)光电系统移动安装：在完成模拟武控及电子战移动安装后调用光电系统移动安装事件，通过自动播放方式，展示创建的光电系统移动安装三维虚拟场景，对其进行移动安装演示，当前动画播放完后，继续播放雷达系统移动安装；

(6.5)雷达系统移动安装：在完成光电系统移动安装后调用雷达系统移动安装事件，通过自动播放方式，展示创建的雷达系统移动安装三维虚拟场景，对其进行移动安装演示，当前动画播放完后，完成仿真调试模块所有动画，操作过程按钮模块中按钮，执行相应的按钮功能。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。