一、产品简介
固定翼无人机半实物仿真系统由视景子系统、航迹规划子系统和综合操控子系统组成，遵循AATD、FTD Level 4固定翼飞行模拟器标准。
视景子系统基于UE4引擎还原真实的任务场景和固定翼飞行姿态；航迹规划子系统提供地图导航和航迹点规划功能，可切换地图场景、规划任务路线；综合操控子系统结合硬件提供真实的业务逻辑和逼真的操控手感。
二、产品特点
（一）真实的飞行体验
系统基于AoriFlightSim飞行仿真引擎实现固定翼无人机的飞行仿真，使用半实物仿真框架，还原真实的操作体感;传感器数据和碰撞效果等完全由物理引擎实时模拟，并使用UE4动画实时渲染图像，系统上层逻辑应用和真实固定翼无人机完全一致，能提供给使用者身临其境的真实感受。
（二）高集成化的设计
系统具备高拓展性，用户可以通过三台或更多的显示器，来获取更好的视觉体验，同时系统将固定翼无人机的视景系统、地面站控制系统以及操作系统集成到一体机中，可帮助学员快速了解与掌握固定翼无人机操作技能。
三、技术优势
（一）可见光仿真
摄像头仿真基于环境物体的几何空间信息构建对象的三维模型，并根据物体的真实材质与纹理，通过计算机图形学对三维模型添加颜色与光学属性等，包括单目、双目和鱼眼摄像头的仿真。
AoriFlightSim飞行仿真引擎实时生成高精度的红外成像图及各类红外评估指标。仿真引擎经过了多套试验数据校核和调优，具有了较高精度和实时计算效率。摄像头仿真通过坐标系转换的方法，将三维空间中的点通过透视关系变换为图像上的点。对相机镜头的结构与光学特性，相机传感器数据采集和处理过程，相机图像信号处理过程，以及部分集成AI芯片的相机目标级识别结果进行仿真。
（二）激光雷达仿真
激光雷达仿真模拟雷达光电发射和接收的工作过程，激光束与仿真场景中所有物体求交，根据相交点的物理材质类型和属性计算出该点的激光反射强度和噪声。
AoriFlightSim仿真引擎使用基于GPU加速的激光雷达仿真方法和RTX显卡实时光线追踪技术，仿真出无限接近于真实世界的激光雷达点云。
激光雷达反射强度受到障碍物距离、激光反射角度以及障碍物本身的物理材质影响，仿真时需要给场景资源设置合适的物理材质，包括各种杆塔、花草树木、地形、水文、障碍物、线路走廊等。AoriFlightSim仿真引擎从真实雷达扫描数据中提取反射强度模型驱动仿真模型，通过实际标定获得物理材质在当前激光雷达下的反射强度和噪声。
（三）仿真测试
针对特种领域高质量标记数据不足的情况，利用虚拟样本结合少量人工标记样本迭代式増量学习的方法，通过电力场景绝缘子自爆、防震锤缺失等实验表明，对于不同数量的实际训练样本，通过添加虚拟样本扩大训练集后，图像目标识别率均会得到提高，尤其在小样本的情况下，识别率提高非常显著，同时本方法在军工等领域均有较好的应用前景。
四、应用场景与功能
（一）基础环境
系统可模拟真实的气象条件，例如:风、雨、雪等，并且支持设置风力、风向、光照等气象条件，提供无限接近真实环境的操作体验，锻炼和强化固定翼无人机飞手的飞行经验，避免正常飞行的意外损耗。
（二）机型配置
系统可自由选择多种固定翼无人机训练，其中涵盖固定翼、垂起固定翼、上单翼、中单翼、下单翼等，用户可按需进行针对性训练;系统还原了固定翼无人机在实飞任务中的真实状态，并提供各机型的航线绘制、起飞检查、航点属性设置、起飞模式、吊舱控制等流程的操作，高度还原真实任务状态。
（三）自由视角
系统将所有任务场景做成3D实景效果，视觉效果震撼，并且可提供第三人称视角、跟随视角、吊舱视角等，让学员更能深刻的了解无人机的飞行姿态等情况，满足日常在真实环境下飞行的训练需求。
（四）航迹规划
系统提供地图导航和航迹点规划功能，可自由切换任务场景以及规划当前场景中的任务路线，模拟真实的任务情景，满足固定翼无人机的侦察、测绘、地勘、电力巡检等各行业的全流程仿真培训需求。
（五）飞行监控
系统可提供无人机监控模块，实时动态监控无人机在任务中的飞行姿态、动力状态、链路状态和飞行信息;提供与实操机型一致的人机交互界面和监控显示界面，还原最真实的固定翼无人机操控与监控流程。
（六）配套教具
系统可提供与真机等比的固定翼无人机配套教具，且教具内部集成真实飞控，通过Mavlink协议与固定翼仿真模拟系统联动,展示机身飞行姿态的变化,提高学员体验感和训练效果。
（七）高拓展性
系统具备高拓展性，可在本系统的基础上，定制特定任务场景、机型及业务流程，并且仿真系统能与各型固定翼无人机的操控器或结构组件结合，模拟指定机型真实的地面站、飞行监控和座舱等物理设施，还原真实的操控感受。同时也可拓展为固定翼载人机相关的仿真功能。
