(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211201172.6 (22)申请日 2022.09.29 (71)申请人 中航航空模拟系统有限公司 地址 201111 上海市闵行区元江路525号3 5 幢208室 (72)发明人 唐伟　刘大伟　沈大维　巩立艳　 纪道航　秦俊杰　 (74)专利代理 机构 上海和跃知识产权代理事务 所(普通合伙) 31239 专利代理师 杨慧 (51)Int.Cl. G06K 9/00(2022.01) G06N 3/00(2006.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 30/27(2020.01)G06F 119/14(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种优化飞行模拟器动感模拟算法中的滤 波器参数的方法 (57)摘要 本发明公开了一种优化飞行模拟器动感模 拟算法中的滤波器参数的方法， 选定需要优化的 滤波器参数集合； 设置多组人工鱼群参数组； 选 取包含多种频率与幅值的多阶段多自由度飞行 姿态数据作为飞行模拟器动感模拟算法的输入； 将输入和得到的输出分别经过前庭系统模型后 获得的人体感知动感之间的偏 差为主要评判项， 加入不同飞行阶段权重因子， 引入运动空间余量 补偿项， 来设定人工鱼的食物浓度函数； 使用各 组人工鱼群参数对飞行动感模拟算法参数组进 行群体智能优化计算， 比较各 组人工鱼群参数组 下的最优人工鱼及其食物浓度， 获得最优的滤波 器参数。 本发 明能够快速精准调试出经典动感模 拟算法的最优 滤波器参数， 以获得更佳的飞行动 感模拟逼真度。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 115510910 A 2022.12.23 CN 115510910 A 1.一种优化飞行模拟器动感模拟算法中的滤波器参数的方法， 包 含以下步骤： 步骤一： 选 定飞行模拟器动感模拟算法中 需要优化的滤波器参数集 合； 步骤二： 根据选定的滤波器参数集合， 将人工鱼的个体维度、 种群规模、 视野空间感知 范围、 移动步长、 拥挤度因子、 觅食尝试次数、 每次觅食的最大迭代 次数设定为一组人工鱼 参数， 在阈值范围内等差设置多组人工鱼参数； 步骤三： 选取包含多种频率与幅值的多阶段多自由度飞行姿态数据作为飞行模拟器动 感模拟算法的输入； 步骤四： 以步骤三中飞行模拟器动感模拟算法的输入和得到的输出分别经过前庭系统 模型后获得的人体感知动 感之间的偏差为主要评判项， 加入不同飞行阶段权重因子， 引入 运动空间余 量补偿项， 来设定人工鱼的食物浓度函数； 步骤五： 初始化步骤一中的滤波器参数集合， 选择步骤二中的一组人工鱼参数组， 然后 人工鱼群算法开始进行群体智能行为计算， 根据步骤四得到的食物浓度函数不断迭代优 化， 最终获得最佳的飞行模拟器动感模拟算法的参数值； 步骤六： 将其他组的人工鱼参数都经过步骤五， 最后比较这些参数设置下的最优人工 鱼及其食物浓度， 获得全局 最优人工鱼， 即为具有多工况适应性的最优经典动 感模拟算法 参数。 2.根据权利要求1所述的一种优化飞行模拟器动感模拟算法中的滤波器参数的方法， 其特征在于步骤一中， 滤波器参数集 合为： P＝[Pah Pal Pwh K]T 其中： Pah＝[wahx ξahx wahy ξahy wahz ξahz]T 为XYZ三个平移方向的高通加速度滤波通道， 采用三阶高通滤波器， 滤波器参数集为截 止频率和阻尼比： Pal＝[walx ξalx waly ξaly]T 为纵向和横向的倾斜协调通道， 采用二阶低通滤波器， 滤波器参数集为截止频率和阻 尼比： Pwh＝[wwh_roll ξwh_roll wwh_pitch ξwh_pitch wwh_yaw ξwh_yaw]T 为滚转、 俯仰、 旋转三个旋转方向的高通角速度通道， 采用二阶高通滤波器， 滤波器参 数集为截止频率和阻尼比； K＝[kaccx kaccy kaccz kveloc_roll kveloc_pitch kveloc_yaw]T 为比例缩放模块的参数集。 3.根据权利要求1所述的一种优化飞行模拟器动感模拟算法中的滤波器参数的方法， 其特征在于步骤二， 多组人工 鱼群参数为： 将人工鱼的种群规模N、 人工 鱼群移动步长 step、 人工鱼视野范围vis、 鱼群拥挤度因子δ、 人工鱼觅食尝试次数N_try  3等份后得到243组人 工鱼群参数。 4.根据权利要求1所述的一种优化飞行模拟器动感模拟算法中的滤波器参数的方法， 其特征在于步骤三， 多阶段为 起飞、 爬升、 巡航、 失速、 改出、 返航和降落七个阶段； 多自由度为XYZ三轴的平移加速度和绕三个轴旋转的滚转、 俯仰、 偏航旋转角速度 六自 由度。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115510910 A 25.根据权利要求1所述的一种优化飞行模拟器动感模拟算法中的滤波器参数的方法， 其特征在于步骤五包 含以下步骤： 首先根据步骤一中的滤波器参数集合， 配置人工鱼群的初始值Pi＝[Pahi Pali Pwhi Ki]， i∈[0N]， 通过测试飞行模拟器动感模拟算法的参数调试效果， 找出各参数对动感模拟效果 能观察的影响效果时的极大值和极小值， 得到： 将 各 参 数范围区间进行分成N等份给各个人工鱼参数赋值， 然后填入步骤二中的其他参数初始设 置； 选取当前组的人工鱼参数： 人工鱼的种群规模N、 人工鱼移动步长step、 人工鱼视野范 围vis、 鱼群拥 挤度因子δ、 人工鱼觅食尝试次数N_try， 然后人工鱼群中的每条人工鱼都依 次进行聚群行为和追尾行为； 其中， 聚群行为是指当前的人工鱼和视野范围的其他人工鱼组成鱼群， 一起向当前鱼群的最 优的位置聚集的过程， 对于当前迭代次数为iter的人工鱼Pi， 设在视野范围vis内 的其他人 工鱼总数为nswarm， 计算出当前视野 范围vis内的其他人工 鱼的平均位置Pm， 以及此位置的食 物浓度F(Pm)， 当前人工鱼Pi以及食物浓度F(Pi)， 每计算一次食物浓度函数， 就需要获得一 次感知后的动感误差mot ′error， 然后根据动感误差 就计算得到食物 浓度F(P)， 若满足以下条 件： 则Pi需要向Pm聚集： 其中， rand()范围为( ‑1， 1)， 得到聚群后的人工鱼 其食物浓度为 追尾行为是人工鱼对其视野范围内具有最优食物浓度的人工鱼位置趋向移动的过程， 对于当前迭代次数为iter的人工鱼Pi， 在其视野范围vis内的其他人工鱼中， 找到人工鱼Pj， 其食物浓度F(Pj)是最高的， Pj视野范围内的人工鱼数目为 ntrain， 若满足以下 条件： 则Pi需要向Pj方向移动追踪： 其中， rand( )范围为( ‑1， 1)， 得到追尾行为后的人工鱼 其食物浓度为 比较聚群行为和追尾行为的食物浓度函数， 取一个最优值， 最后得到 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115510910 A 3