一种基于LVC虚实融合空间电磁环境构设的方法及系统

本发明涉及复杂电磁环境构设，特别是涉及一种基于lvc虚实融合空间电磁环境构设的方法及系统。

背景技术：

1、传统的电磁环境应用系统，本质上是一个电磁环境半实物仿真系统，以闭环系统的理念，实现了电磁环境的“模拟、控制、监测和评估”功能。

2、lvc技术是指通过真实的、虚拟的、构造的试验训练资源联合起来进行的构设技术。l(live)指真人操作真实的系统，既包括训练中训练人员操作真实平台或系统，也包括作战人员在作战环境操作指挥控制系统；v(virtual)指真实的人员操作模拟的设备或系统，如飞行模拟器、坦克驾驶模拟器、舰艇操纵模拟器等，通过操作、决策或通信等技能训练，将训练者赋予一定角色，使人在训练回路中发挥核心作用。c(construction)指虚拟的人员操作虚拟的设备和系统，如计算机生成兵力系统、虚拟战场等。lvc概念因试验训练转型需求而提出的，lvc环境下试验训练应用已经成为联合试验训练的主要方式。lvc具有典型的跨技术领域、跨系统集成、跨行业融合的特点，涉及的技术范畴广。

3、在传统复杂电磁环境的构设方法主要以模拟器为主，实装为辅的等效模拟，未能充分考虑基于lvc的虚实融合的问题，存在逼真度不高的问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于lvc虚实融合空间电磁环境构设的方法及系统。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种基于lvc虚实融合空间电磁环境构设的方法，包括：

4、获取目标物理空间中的采集数据；所述采集数据包括装备采集子数据和环境采集子数据；

5、将所述采集数据输入到预先构建的虚拟模型中进行模拟训练，得到训练后的虚拟模型；

6、通过多种交互方式和实时反馈机制，将获取到的实装数据、模拟器数据、构造仿真数据在训练后的虚拟模型中进行多源异构数据的融合；

7、使用仿真引擎统一时间步长，并根据所述多源异构数据实时模拟电子对抗环境并提供反馈结果。

8、优选地，所述虚拟模型包括三维空间子模型、物理属性子模型、动态行为子模型和交互机制子模型。

9、优选地，所述虚拟模型的构建方法包括：

10、根据电磁环境模拟的目标和要求分析所需模拟的场景、对象和物理过程，得到分析资料；

11、收集所述目标物理空间的空间数据；所述空间数据包括地形、地貌、建筑物资料以及装备和环境的物理属性数据；

12、根据所述分析资料和所述空间数据设计所述虚拟模型的框架，以确保各子模型全面反映目标环境；

13、根据所述虚拟模型的框架进行细节填充、属性赋值和行为编程，得到所述三维空间子模型、物理属性子模型、动态行为子模型和交互机制子模型；

14、将采集的验证数据输入到各子模型中进行模拟训练，通过比较模拟结果与实际情况，验证模型的准确性和有效性，并根据验证结果调整各子模型的模型参数。

15、优选地，将所述采集数据输入到预先构建的虚拟模型中进行模拟训练，得到训练后的虚拟模型，包括：

16、对所述采集数据进行数据预处理，得到预处理数据；所述数据预处理包括数据清洗、处理缺失值、数据标准化或数据归一化；

17、将所述预处理数据输入到所述虚拟模型中，以进行模拟训练，得到训练结果；所述模拟训练包括交互模拟和物理行为模拟；

18、根据所述训练结果调整所述虚拟模型的模型参数或所述模拟训练的训练策略，以提高模型的性能和准确性，得到所述训练后的虚拟模型。

19、优选地，所述多种交互方式包括ar、vr、pad、pc、语音控制、动作捕捉、云屏技术；

20、其中，ar用于提供与真实环境交互的数字信息和体验；vr用于让用户感受到沉浸式体验；pad和pc用于展示虚实融合空间电磁环境的可视化界面；云屏技术用于在导演方电脑以多屏形式看到所有电脑的实时画面，统一推送消息；动作捕捉用于通过动作捕捉控制可视化界面的变化；语音控制用于通过语音控制可视化界面的变化。

21、优选地，通过多种交互方式和实时反馈机制，将获取到的实装数据、模拟器数据、构造仿真数据在训练后的虚拟模型中进行多源异构数据的融合，包括：

22、对所述实装数据、所述模拟器数据和所述构造仿真数据进行数据格式统一、缺失值处理和数据标准化，得到待提取数据；

23、对所述待提取数据进行特征提取、特征选择和特征融合，得到融合特征；

24、将所述融合特征输入值所述训练后的虚拟模型中，并设计与用户交互的界面和逻辑，允许用户通过多种方式与模型交互，并根据用户的交互反馈调整虚拟模型的模型参数，得到融合的多源异构数据。

25、优选地，使用仿真引擎统一时间步长，并根据所述多源异构数据实时模拟电子对抗环境并提供反馈结果，包括：

26、将训练后的虚拟模型与仿真引擎和实时反馈机制集成，以确保模型能够在统一的时间步长下运行，并针对多源异构数据进行实时模拟和反馈。

27、优选地，所述实时反馈机制包括：传感器数据实时监测、实时数据分析、动态内容适应、反馈循环优化和实时交互反馈。

28、一种基于lvc虚实融合空间电磁环境构设的系统，包括：

29、获取模块，用于获取目标物理空间中的采集数据；所述采集数据包括装备采集子数据和环境采集子数据；

30、训练模块，用于将所述采集数据输入到预先构建的虚拟模型中进行模拟训练，得到训练后的虚拟模型；

31、融合模块，用于通过多种交互方式和实时反馈机制，将获取到的实装数据、模拟器数据、构造仿真数据在训练后的虚拟模型中进行多源异构数据的融合；

32、统一模块，用于使用仿真引擎统一时间步长，并根据所述多源异构数据实时模拟电子对抗环境并提供反馈结果。

33、一种基于lvc虚实融合空间电磁环境构设的装置，包括：

34、内部总线，以及通过内部总线连接的存储器、处理器和外部接口；其中，所述外部接口，用于获取数据；

35、所述存储器，用于存储认知电磁环境对应的机器可读指令；

36、所述处理器，用于读取所述存储器上的所述机器可读指令，并执行所述指令实现如上述基于lvc虚实融合空间电磁环境构设的方法。

37、本发明公开了以下技术效果：

38、本发明提供了一种基于lvc虚实融合空间电磁环境构设的方法及系统，方法包括：获取目标物理空间中的采集数据；所述采集数据包括装备采集子数据和环境采集子数据；将所述采集数据输入到预先构建的虚拟模型中进行模拟训练，得到训练后的虚拟模型；通过多种交互方式和实时反馈机制，将获取到的实装数据、模拟器数据、构造仿真数据在训练后的虚拟模型中进行多源异构数据的融合；使用仿真引擎统一时间步长，并根据所述多源异构数据实时模拟电子对抗环境并提供反馈结果。本发明解决了在传统复杂电磁环境的构设方法主要以模拟器为主，实装为辅的等效模拟，未能充分考虑基于lvc的虚实融合的问题，存在逼真度不高的问题。本发明考虑基于lvc的虚实融合的问题，采用数字化、智能化、开放式体系结构构设复杂电磁环境，支持多系统集成、多区域联合、多源数据融合，实现构设系统内部、构设系统间、跨区域各构设实装、跨区实装、虚拟和实装资源的互联互通互操作和组合式应用，实现异地的实兵实装、构设装备、仿真资源实现“搭积木式”集成，可快速构建完整构设系统，同时所有构设资源以标准组件形式存在，达到构设信息无处不在、随意使用，构设资源远程操控、无限扩展、任意复用，以及构设系统的即想即得即用的目的。基于lvc虚实融合电磁环境构设融合了实兵实装系统、模拟训练系统和构造仿真系统的各自优势，把内场训练的虚拟电磁信号和外场实装电磁信号以及模拟器集成在同一任务环境中，为联合训练指挥员、参谋人员、装备操作人员、装备试验人员等提供了满足试验训练需求的复杂电磁环境。