飞行员助手项目综述.pdf

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1、航空学报ActaAeronauticaetAslrOnauticaSinicaDec．252016V01．37No．123563．3577ISSN1000．6893CN11-1929／Vhttp：／／hkxb．buaa．educnhkxb@buaa．edu．ca飞行员助手项目综述吴文海1’*，张源原h2，周思羽1，刘锦涛1，梅丹11．海军航空工程学院青岛校区控制系，青岛2660412．海军航空兵学院空中领航系，葫芦岛125000摘要：当前人T智能技术于航空领域的应用存在研究分散、总体设计思想落后的问题，导致无法将各种技术融合以形成一

2、个完整的智能辅助系统来提升飞行员的决策能力。本文首先总结了飞行员的能力限制及座舱功能存在的问题，分析了座舱智能辅助系统的设计需求，在此基础上，重点综述了飞行员助手项目的总体结构及其设计，给出了各分系统的实现方式。最后，梳理了相关内容，指出项目中尚可完善之处，为今后的研究指明方向。关键词：智能座舱；辅助系统；总体结构；辅助飞行；设计需求中图分类号：V223．1文献标识码：A文章编号：1000—6893(2016)12—3563—15飞行员助手项目[113](Pilot’SAssociatePro—gram，PA)属于DARPA(Def

3、enseAdvancedRe—searchProjectsAgency)战略计算机运作项目之一，目的是验证评估人工智能技术于航空系统中的应用，以增强未来有人战斗机的任务完成能力。飞行员助手项目的开发共分为3个阶段。准备阶段：启动项目论证工作，确定飞行员需求，评估满足需求的相关技术。发展阶段：开发各分系统，着重验证辅助飞行员操纵飞机、执行作战任务的相关功能。成熟阶段：融合各分系统，最终满足实时性要求。随着PA系统的成功应用，美国又先后启动了旋翼机飞行员助手项目(RotorcraftPilot’SAssociate，RPA)[14-19

4、]、自动伙伴项目(AUTO—CREw)[20。22

5、，并最终运用于F一22等最先进的战机座舱设计中[6]。俄、英、法等国也就新一代智能座舱辅助技术进行了研究：1)俄罗斯在苏一27上开展的机载专家咨询系统(BOCgC)。2)英国的任务管理辅助系统(MissionMan—agerAid，MMA)[231以及由英国防务科学和研究机构(DERA)主持的认知座舱项目(CognitiveCockpitProject，COGPIT)‘2⋯。3)法国的电子座舱项目(CopiloteElectronique)‘25I。这些项目虽然在部分结构、功能、应

6、用领域稍有不同，但是设计思想都继承于飞行员助手项目。本文着重综述飞行员助手项目开发过程中的重要成果，为中国座舱智能辅助技术的设计提供参考。1飞行员能力限制分析在飞行员执行任务过程中，诸如精力、性格、身体条件等主观因素，环境、武器装备等客观因素，都会对任务的完成产生影响。本节从飞行员的主要工作，即态势评估、规划和行动3个角度分析飞行员能力限制及其影响。收稿日期：2015—12—29：退修5t期：2016—01-05；录用日期：2016．02-19；网络出版时间：2016-03—0914：47网络出版地址：WWWcnkinet／kcms

7、／defail／11．1929V20160309．1447．010．html*通讯作者Tel：0532—51833632E—mail：sophia—WXC@126com引用格武

8、吴文海．张源愿，属思翻．等．飞行员动手质目综述iJI．航空学报，2016，37(12)：3563—3577．WUWH．ZHANGYY，ZHOUSY。etalOverviewofpgot’SassociateprogramEd]．ActaAeronauticaetAstronauticaSinica，2016，37(12)：3563—3577．航空学报Dec．

9、252016V01．37No．121．1态势感知态势感知是飞行员对当前态势的解释，目的是确定完成任务的风险和时机，其限制主要体现在以下几方面。1)信息的获取能力。飞行员并行处理不同种类信息的能力是有限的，而机载传感器获取的信息及其显示方式超出飞行员承受范围。2)信息源到知识的转换限制。知识[26屯71是飞行员将信息源的信息结合所处的环境以及对环境的理解，分析处理得到的结果。诸多学者将知识表述为语义记忆(SemanticMemory)或智力模型(MentalModel)。由于心理及生理等因素，飞行员不能有效地将信息转换为知识。例如，飞

10、行员检查飞行高度时，关注的不是高度信息本身，而是在该高度上飞行是否安全。3)环境更新意识。信息到知识的转变是依赖于信息源所处的环境。例如，当飞机着陆时，剩余燃油对飞行安全的影响较小，而如果在返程途中，剩余燃油直接影响到飞行安全及飞行员