一種熱像儀半實物仿真訓練系統(tǒng)及訓練方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱像儀半實物仿真訓練系統(tǒng)及其訓練方法，特別是涉及一種用于新型裝甲裝備的熱像儀半實物仿真訓練系統(tǒng)及其訓練方法。
【背景技術】
[0002]訓練仿真技術在國外起步較早，二戰(zhàn)期間，美英等國軍隊為了使飛行員快速掌握和提升飛行技能，設計制造了以機電為基礎的飛行訓練仿真器。也是最早的訓練仿真裝備。
[0003]第二次世界大戰(zhàn)以后，隨著自動化武器系統(tǒng)的研制以及計算機技術的進步，半實物仿真技術快速發(fā)展，并被應用于訓練仿真之中。半實物仿真(HILS，Hardware In theLoop Simulat1n)即硬件(實物)在回路中的仿真，指的是將所研究系統(tǒng)的部分實物接入仿真試驗系統(tǒng)回路中的仿真。半實物仿真技術在節(jié)約訓練成本和提高訓練效益方面有著巨大優(yōu)勢，例如美軍資料顯示，采用半實物仿真技術的坦克訓練仿真器訓練費用僅為實車訓練費用的10%，而使用訓練仿真器進行坦克駕駛訓練I小時獲得的駕駛經(jīng)驗超過半年實車駕駛所獲得的經(jīng)驗。正因如此，世界主要軍事強國大力推動半實物仿真技術在訓練仿真方面的應用，研發(fā)并裝備了一大批先進的訓練仿真器。僅就以外軍在裝甲裝備方面為例。美軍裝備的洛馬公司研制的先進射擊訓練仿真系統(tǒng)，可提供162種不同困難程度的練習，對坦克裝甲車輛乘員進行全面系統(tǒng)的技能訓練;法軍裝備的湯姆遜公司研制的“勒克萊爾”坦克駕駛訓練仿真器可對駕駛員進行晝夜全氣象條件全路況駕駛培訓;德軍裝備的韋格曼公司研制的“豹”2坦克維修訓練仿真器能夠仿真火控、電氣、火炮在內的共計255種主要炮塔部件故障，可有效增強受訓人員排除故障的能力。
[0004]目前，國內所展開的維修訓練一般是利用維修手冊、說明書、錄像等資源，結合實際裝備展開訓練。但是，這些訓練方式已經(jīng)不能適應當前裝備信息化發(fā)展的要求。由于受到維修操作方式和提供故障現(xiàn)象有限的制約，這些訓練方式很難為受訓方式和受訓人員的數(shù)量提供保障。經(jīng)過二十余年的理論研究與實踐，中國在半實物訓練仿真方面積累了豐富的經(jīng)驗，半實物訓練仿真器的開發(fā)也趨于成熟，達到世界領先水平。但是熱像儀半實物維修訓練模擬器較少，發(fā)展相對落后。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術問題在于，提供一種用于新型裝甲裝備的熱像儀半實物仿真訓練系統(tǒng)和訓練方法，其采用半實物熱像儀代替真實的熱像儀用于使用維護及維修保障訓練，以節(jié)約訓練成本和提高訓練效益。
[0006]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種熱像儀半實物仿真訓練系統(tǒng)，包括:控制系統(tǒng)、信號調理裝置，半實物訓練仿真熱像儀;所述控制系統(tǒng)用于與所述信號調理裝置通信，將由所述控制系統(tǒng)產生的仿真信號傳輸給所述信號調理裝置，并且接收來自所述信號調理裝置的反饋信號;所述信號調理裝置將來自所述控制系統(tǒng)的仿真信號進行轉換處理，并將經(jīng)轉換處理后的所述仿真信號傳輸?shù)剿霭雽嵨镉柧毞抡鏌嵯駜x;所述半實物訓練仿真熱像儀接收來自所述信號調理裝置的經(jīng)轉換處理后的所述仿真信號，以產生多種仿真狀態(tài)，從而針對所述多種仿真狀態(tài)，訓練操作者進行相應的訓練科目和訓練考核。
[0007]本發(fā)明還提供了一種熱像儀半實物仿真訓練方法，包括以下步驟:提供控制系統(tǒng)，用于與信號調理裝置通信;將由所述控制系統(tǒng)產生的仿真信號傳輸給所述信號調理裝置，并且接收來自所述信號調理裝置的反饋信號;采用所述信號調理裝置將來自所述控制系統(tǒng)的所述仿真信號進行轉換處理;將經(jīng)轉換處理后的所述仿真信號傳輸?shù)桨雽嵨镉柧毞抡鏌嵯駜x;采用所述半實物訓練仿真熱像儀接收來自所述信號調理裝置的經(jīng)轉換處理后的所述仿真信號，以產生多種仿真狀態(tài);針對所述多種仿真狀態(tài)，訓練操作者進行相應的熱像儀訓練科目和訓練考核。
[0008]本發(fā)明的熱像儀半實物仿真訓練系統(tǒng)及訓練方法技術效果如下:
[0009](I)熱像儀半實物仿真訓練系統(tǒng)是光機電一體化的，集構造展示、運用訓練、性能檢測、故障模擬和維修訓練于一體，可代替真實熱像儀進行維修訓練，降低了熱像儀維修訓練的成本；
[0010](2)基于熱像儀半實物仿真訓練系統(tǒng)的訓練模式，形成了訓練操作和訓練考核一體化的完整訓練閉環(huán)，可設置不同訓練科目，評估訓練效果，提高維修訓練針對性和科學性。
【附圖說明】
[0011 ]下面通過附圖，對本發(fā)明的原理和實施方式進行進一步地詳細說明:
[0012]圖1是本發(fā)明的熱像儀半實物仿真訓練系統(tǒng)整體布局圖；
[0013]圖2是本發(fā)明的熱像儀半實物仿真訓練系統(tǒng)電氣原理圖；
[0014]圖3是本發(fā)明的半實物訓練仿真熱像儀的結構爆炸圖；
[0015]圖4是本發(fā)明的熱像儀半實物仿真訓練系統(tǒng)的軟件流程圖；
[0016]圖5是本發(fā)明的熱像儀半實物仿真訓練方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]圖1示出本發(fā)明的熱像儀半實物仿真訓練系統(tǒng)整體布局圖。如圖1所示，本發(fā)明的熱像儀半實物仿真訓練系統(tǒng)包括:控制系統(tǒng)1、信號調理裝置2、半實物訓練仿真熱像儀3。所述控制系統(tǒng)I包括控制主機11、微型工控機13、CAN通信卡110、顯示器13;微型工控機13與控制主機11之間通過串口進行數(shù)據(jù)交互;CAN通信卡110通過總線與控制主機11連接；顯示器12通過視頻連接線與控制主機11連接。所述信號調理裝置2包括殼體20、所述殼體20容納有程控電源模塊21、信號調理板22、視頻信號轉換板23、音頻信號放大板24、數(shù)據(jù)采集卡25。
[0018]圖2是本發(fā)明的熱像儀半實物仿真訓練系統(tǒng)電氣原理圖；圖3是本發(fā)明的半實物訓練仿真熱像儀結構爆炸圖。參照圖2和3，所述半實物訓練仿真熱像儀3包括光機組件31、操控顯示組件32、熱傳感頭組件33。所述光機組件31包括仿真上物鏡311、調焦模塊312、倍率變換模塊313;所述操控顯示組件32包括護額裝置321、操縱裝置322、操縱信號處理模塊323、顯示艙324、視頻信號處理模塊325、微型顯示器326;所述熱傳感頭組件33包括本體艙331、仿真制冷機組件332、仿真主控模塊333、仿真前端信號放大模塊334、電源模塊335、仿真紅外CCD模塊336 ο所述光機組件31的調焦模塊312和倍率變換模塊313間隔固定周期采集一次自身信號并通過CAN總線傳給仿真主控模塊333。所述操控顯示組件32的操縱信號處理模塊323間隔固定周期采集一次操縱裝置信號并通過CAN總線傳給仿真主控模塊333。微型顯示器326實時顯示視頻信號處理模塊325的視頻信息。電源模塊335提供工作電壓。仿真前端信號放大模塊334間隔固定周期采集一次仿真放大信號并通過CAN總線傳給仿真主控模塊333。仿真制冷機組件332接受仿真主控模塊333的振動控制和音頻信號并產生振動和聲音。仿真紅外CCD模塊336間隔固定周期采集一次自身狀態(tài)信號并通過CAN總線傳給仿真主控模塊333。
[0019]參照圖1-3，控制系統(tǒng)I的控制主機11通過CAN總線控制信號調理裝置2的程控電源模塊21電壓的輸出與關閉。信號調理裝置2的視頻信號轉換板23接收控制系統(tǒng)I的微型工控機13的VGA視頻信號并轉換成電視視頻信號，通過電纜傳至半實物訓練仿真熱像儀3的視頻信號處理模塊325。信號調理裝置2的音頻信號放大板24接收控制系統(tǒng)I的微型工控機13的音頻信號并放大，通過電纜傳至半實物訓練仿真熱像儀3的仿真制冷機組件332。信號調理裝置2的信號調理板22接收控制系統(tǒng)I的微型工控機13的振動控制信號并整形放大，通過電纜傳至半實物訓練仿真熱像儀的仿真制冷機組件332。信號調理裝置2的信號調理板22接收半實物訓練仿真熱像儀3的電壓信號并處理，通過數(shù)據(jù)采集卡25采集數(shù)據(jù)，并通過電纜傳至控制系統(tǒng)I的控制主機11。信號調理裝置2的信號調理板22接收半實物訓練仿真熱像儀3的CAN信號，并通過電纜傳至控制系統(tǒng)I的控制主機11的CAN通信卡110。
[0020]在控制主機11的存儲裝置中存儲有訓練軟件的主控軟件模塊，主控軟件模塊包括操作使用模塊、整體性能檢測維修模塊、操控性能檢測維修模塊、考評模塊、初始設置模塊；在微型工