工程模拟器音效仿真及语音通话系统设计

发布时间：2020-11-20 00:04

　　 随着我国航空工业的不断发展,工程模拟器的出现成为必然。为在地面逼真模拟飞行音效,需要驱动音箱集群播放复杂变化的声音特效。由于工程模拟试验场地较开阔、人员繁杂及需要保密等特点,便携、实时和保密的通话系统极大影响到模拟试验的质量。因此,本文研究了一种音效仿真与语音通话系统,用于对某机型的工程模拟试验加以仿真,从而为工程模拟试验中音效和通话部分提供测试和参考。本文设计了音效仿真子系统,其接收飞行控制系统的实时飞行参数,通过对音频素材进行采样、改变和混音操作得到音频缓冲,通过计算机声卡驱动驾驶舱内不同音箱及不同声道播放具有指定的特征的音效文件,达到逼真模拟驾驶舱内音效的目的。本文设计了语音通话子系统,其对语音信号进行采样、压缩和加密处理,并根据发送方语音的语义选择性的切换信号通路,实现了智能式的双人对讲与多人群聊的功能。本文从理论上阐明了音频采集、压缩、加密和识别算法的原理及多客户端网络通信系统的模型,论述了飞行音效仿真及语音通话系统的算法原理、实现过程和最终效果。本文主要工作如下:音效仿真部分,介绍了系统组成框架与硬件资源。论述了从音频信号的采集、管理到音频的改变与混音处理的流程。论述了底层驱动程序的音频播放的原理及流程,论述了顶层音频管理程序的硬件资源与音频资源的配置及可视化界面实现过程。语音通话部分,介绍了系统组成框架,论述了语音信号采样及存储技术、音频流的压缩与加密算法、在线语音的识别技术及音频播放技术的原理及流程。论述了基于C/S框架的语音切换网络服务的原理及实现过程。本课题完成了该工程模拟器音效和通话系统的开发与试验测试,阶段性完成了设计要求,达到了工程模拟器音效仿真和语音通话系统的技术指标。
【学位单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V211;TP391.9
【部分图文】：

究背景、目的及意义国航空产业迅猛发展，无论是军用、民用的航空器都取得了优异成绩。随着国航空产业得到了飞速发展，2006 年其运输总周转量已跃居世界第二【1】。模的不断扩张，我国已成为当今世界名副其实的航空运输大国。近年来，中业快速发展，飞行总量年均增幅超过 10%，行业规模日益扩大，应用领域行种类日益增多，飞行需求渐趋旺盛【3】。航空制造中，仿真技术意义重大，由于航空器成本高昂，结构复杂，实验条确保安全可靠的前提下才可实飞，因此航空工程模拟器的研制十分重要。工行器的地面仿真平台，是在地面环境模拟航空器在空中飞行状态的一种航空过在地面模拟空中飞行状态的俯仰、滚转、偏航等不同维度的运动，通过视真、仪表指示、操作负荷等子系统，在封闭驾驶舱内为驾驶员提供飞行训练度以及振动、撞击等特殊动感，提供逼真沉浸式的飞行体验【6】。图 1-1 为构仿真图。

图 1-2 新舟 60 工程模拟器外部示意图Figure 1-2 XinZhou 60 external schematic of the engineering simulator程模拟器系统组成模拟器按功能可分为控制系统、运动系统和音视频仿真系统三部分，其行控制系统和教员台系统；运动系统包括运动位移系统、操纵负荷系统音视频系统包括视景显示系统、仪表显示系统、音效仿真系统和语音控制系统作为整个飞行模拟机的核心，根据驾驶员输入的操作指令，完理与控制和六自由度飞机动力学模型解算，实时仿真飞机飞行的状态置飞行训练科目，控制整个飞行训练过程，更改试验条件与环境；负荷系统由机上操纵装置和模拟加载系统两部分组成，主要提供给飞行和脚踏板等近似真实的操纵力反馈信息；运动位移系统采用六自由度字计算机实时控制飞机姿态，能提供俯仰、滚转、偏航、升降、侧向平个方位的运动感觉及过载信息；液压油源系统作为能源装置，为系统正能源；

图 1-3 工程模拟器功能分类Figure 1-3 Engineering Simulator Functional Class舱和控制室两部分组成。图 1-4 为工程模，两者之间相隔一段距离。在控制室内有在模拟舱内有视景、音效、通话、仪表和相连，通过以太网传输信号。
【参考文献】

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本文编号：2890632