一种飞行员智慧防护救生系统的制作方法

1.本发明属于航空机载设备技术领域，尤其涉及一种飞行员智慧防护救生系统。


背景技术：

2.下一代及未来高智能战机(含智慧座舱)对飞行员的个体防护、弹射救生及穿戴式人机交互提出了更高的系统性需求，在此需求的牵引下，同时在自身技术发展的推动下，防护救生技术也在向智慧化方向发展，即智慧防护救生(简称智慧防救)技术，不仅体现在传统的面向生命保障的个体防护和弹射救生技术分别向着基于乘员个性化信息的智能主动防护和智能弹射救生技术发展，而且在面向飞行任务的基于乘员穿戴装备的人机交互技术也逐渐发展壮大为“穿戴式人机交互”技术，因此，智慧防救技术已在传统的个体防护、弹射救生两大子技术的基础上发展并演化为智能主动防护、智能弹射救生及穿戴式人机交互共三大子技术。
3.目前国内外尚没有明确提出包含智能主动防护、智能弹射救生及穿戴式人机交互共三大子技术的智慧防救技术，即目前国内外在发展智能主动防护、智能弹射救生及穿戴式人机交互技术时均处于相对独立的研究状态，控制架构分散，缺少系统级的综合优化方案，难以系统性地满足下一代及未来高智能战机(含智慧座舱)的防护救生与穿戴式人机交互需求。


技术实现要素：

4.发明目的：为解决上述技术问题，本发明提供一种飞行员智慧防护救生系统，可以系统性地满足下一代及未来高智能战机(含智慧座舱)的防护救生与穿戴式人机交互需求，既能保障飞行员的生命安全，又能增强飞行员态势感知和决策响应能力，从而提高飞行员的作战效能。
5.发明技术解决方案
6.一种飞行员智慧防护救生系统，包括智能主动防护子系统、智能弹射救生子系统、穿戴式人机交互子系统和态势诊断子系统，智能主动防护子系统在飞行中和弹射后实时监测飞行员生理和行为，并将实时监测数据传输给态势诊断子系统；智能弹射救生子系统在飞行中和弹射后实时监测人椅系统状态，并将实时监测数据传输给态势诊断子系统；穿戴式人机交互子系统在飞行中实时监测飞行员意图，并将实时监测数据传输给态势诊断子系统；态势诊断子系统实时接收飞行员生理和行为监测数据、人椅系统状态监测数据和飞行员意图监测数据及飞机共享数据自动进行推理、演算及预判，制定人机分配、信息推送、感知预警、行动响应决策，并适时分别发出指令给智能主动防护子系统、智能弹射救生子系统、穿戴式人机交互子系统。
7.优选的，穿戴式人机交互子系统集成在智能主动防护子系统上。
8.优选的，态势诊断子系统安装在智能弹射救生子系统上。
9.优选的，智能主动防护子系统包括飞行员生理和行为监测模块、防护执行模块，飞
行员生理和行为监测模块在飞行中和弹射后实时监测飞行员生理与行为，并将实时监测数据传输给态势诊断子系统的输入端；防护执行模块接收态势诊断子系统的输出端发出的行动指令，相应实现飞行员智能主动防护的功能。
10.优选的，智能弹射救生子系统包括椅载监测模块和座椅执行模块，椅载监测模块在飞行中和弹射后实时监测人椅系统状态，并将实时监测数据传输给态势诊断子系统的输入端；座椅执行模块接收态势诊断子系统的输出端发出的行动指令，相应实现飞行员智能弹射救生的功能。
11.优选的，穿戴式人机交互子系统包括飞行员意图监测模块和交互执行模块，飞行员意图监测模块在飞行中实时监测飞行员意图，并将实时监测数据传输给态势诊断子系统的输入端；交互执行模块接收态势诊断子系统的输出端发出的行动指令，相应实现飞行员穿戴式人机交互的功能。
12.优选的，飞机共享数据包括座舱内外环境数据、飞机状态数据和飞机任务数据。
13.优选的，态势诊断子系统内置自主等级控制、多信息融合与综合控制、策略数据库和人工智能。
14.本发明的优点：该系统从智能化功能特征的三个方面，即感知—决策—行动构建智能化工作流程，并将智能主动防护、智能弹射救生及穿戴式人机交互三大子系统的决策模块进行综合优化，形成一个算力强大、响应迅速且具备人工智能的态势诊断子系统，能实现防护救生系统从被动非智能体向主动智能体的重大转变；以飞行员个性化的生理、行为及意图等信息为基础，能实现从面向群体的粗犷普适性能向追求个体的精细寻优性能转变，有利于提高智能战机的防护救生及穿戴式人机交互水平，有利于提高飞行员的作战能力，从而充分发挥战机的作战效能。本发明提供系统级的综合优化解决方案，符合防护救生系统的发展趋势和方向，易于推广应用，具有很大实用价值。
附图说明
15.图1是本发明实施例中飞行员智慧防护救生系统架构的示意图。
具体实施方式
16.本发明是通过如下技术方案予以实现的。
17.参考图1所示，一种飞行员智慧防护救生系统，包括智能主动防护子系统、智能弹射救生子系统、穿戴式人机交互子系统和态势诊断子系统，穿戴式人机交互子系统集成在智能主动防护子系统上，态势诊断子系统安装在智能弹射救生子系统上。
18.智能主动防护子系统具有在飞行中和弹射后实时监测飞行员生理和行为、相应实现飞行员智能主动防护的功能。
19.智能弹射救生子系统具有在飞行中和弹射后实时监测人椅系统状态、相应实现飞行员智能弹射救生的功能。
20.穿戴式人机交互子系统具有在飞行中实时监测飞行员意图、相应实现飞行员穿戴式人机交互的功能。
21.态势诊断子系统具有自主等级控制、多信息融合与综合控制、策略数据库和人工智能等功能，将接收的数据作为输入，自动进行推理、演算及预判，制定人机分配、信息推
送、感知预警、行动响应决策，并适时发出下一步执行指令。
22.智能主动防护子系统包括飞行员生理和行为监测模块、防护执行模块，飞行员生理和行为监测模块与态势诊断子系统的输入端连接，防护执行模块与态势诊断子系统的输出端连接。
23.智能弹射救生子系统包括椅载监测模块和座椅执行模块，椅载监测模块与态势诊断子系统的输入端连接，座椅执行模块与态势诊断子系统的输出端连接。
24.穿戴式人机交互子系统包括飞行员意图监测模块和交互执行模块，飞行员意图监测模块与态势诊断子系统的输入端连接，交互执行模块与态势诊断子系统的输出端连接。
25.态势诊断子系统通过接收飞行员生理和行为监测模块、椅载监测模块和飞行员意图监测模块监测的数据及飞机共享数据，基于内置自主等级控制、多信息融合与综合控制、策略数据库和人工智能，自动进行推理、演算及预判，制定人机分配、信息推送、感知预警、行动响应决策，并适时分别发出指令给防护执行模块、座椅执行模块和交互执行模块，相应实现智能主动防护、智能弹射救生及穿戴式人机交互三大功能。
26.飞机共享数据包括座舱内外环境数据、飞机状态数据和飞机任务数据。
27.该系统的工作原理：
28.本飞行员智慧防护救生系统的总体架构，将系统规划为智能主动防护子系统、智能弹射救生子系统、穿戴式人机交互子系统和态势诊断子系统组成。
29.智能主动防护子系统在飞行中和弹射后实时监测飞行员生理和行为，并将实时监测数据传输给态势诊断子系统。智能弹射救生子系统在飞行中和弹射后实时监测人椅系统状态，并将实时监测数据传输给态势诊断子系统。穿戴式人机交互子系统在飞行中实时监测飞行员意图，并将实时监测数据传输给态势诊断子系统。态势诊断子系统实时接收飞行员生理和行为监测数据、人椅系统状态监测数据和飞行员意图监测数据及飞机共享数据，基于内置自主等级控制、多信息融合与综合控制、策略数据库和人工智能，自动进行推理、演算及预判，制定人机分配、信息推送、感知预警、行动响应决策，并适时分别发出指令给智能主动防护子系统、智能弹射救生子系统、穿戴式人机交互子系统，相应实现智能主动防护、智能弹射救生及穿戴式人机交互三大功能。
30.本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包括这些改动和变形在内。

技术特征：
1.一种飞行员智慧防护救生系统，其特征在于，包括智能主动防护子系统、智能弹射救生子系统、穿戴式人机交互子系统和态势诊断子系统，智能主动防护子系统在飞行中和弹射后实时监测飞行员生理和行为，并将实时监测数据传输给态势诊断子系统；智能弹射救生子系统在飞行中和弹射后实时监测人椅系统状态，并将实时监测数据传输给态势诊断子系统；穿戴式人机交互子系统在飞行中实时监测飞行员意图，并将实时监测数据传输给态势诊断子系统；态势诊断子系统实时接收飞行员生理和行为监测数据、人椅系统状态监测数据和飞行员意图监测数据及飞机共享数据自动进行推理、演算及预判，制定人机分配、信息推送、感知预警、行动响应决策，并适时分别发出指令给智能主动防护子系统、智能弹射救生子系统、穿戴式人机交互子系统。2.如权利要求1所述的一种飞行员智慧防护救生系统，其特征在于，穿戴式人机交互子系统集成在智能主动防护子系统上。3.如权利要求1所述的一种飞行员智慧防护救生系统，其特征在于，态势诊断子系统安装在智能弹射救生子系统上。4.如权利要求1所述的一种飞行员智慧防护救生系统，其特征在于，智能主动防护子系统包括飞行员生理和行为监测模块、防护执行模块，飞行员生理和行为监测模块在飞行中和弹射后实时监测飞行员生理与行为，并将实时监测数据传输给态势诊断子系统的输入端；防护执行模块接收态势诊断子系统的输出端发出的行动指令，相应实现飞行员智能主动防护的功能。5.如权利要求1所述的一种飞行员智慧防护救生系统，其特征在于，智能弹射救生子系统包括椅载监测模块和座椅执行模块，椅载监测模块在飞行中和弹射后实时监测人椅系统状态，并将实时监测数据传输给态势诊断子系统的输入端；座椅执行模块接收态势诊断子系统的输出端发出的行动指令，相应实现飞行员智能弹射救生的功能。6.如权利要求1所述的一种飞行员智慧防护救生系统，其特征在于，穿戴式人机交互子系统包括飞行员意图监测模块和交互执行模块，飞行员意图监测模块在飞行中实时监测飞行员意图，并将实时监测数据传输给态势诊断子系统的输入端；交互执行模块接收态势诊断子系统的输出端发出的行动指令，相应实现飞行员穿戴式人机交互的功能。7.如权利要求1所述的一种飞行员智慧防护救生系统，其特征在于，飞机共享数据包括座舱内外环境数据、飞机状态数据和飞机任务数据。8.如权利要求1所述的一种飞行员智慧防护救生系统，其特征在于，态势诊断子系统内置自主等级控制、多信息融合与综合控制、策略数据库和人工智能。

技术总结
本发明公开了一种飞行员智慧防护救生系统，该系统从智能化功能特征的三个方面，即感知—决策—行动构建智能化工作流程，并将智能主动防护、智能弹射救生及穿戴式人机交互三大子系统的决策模块进行综合优化，形成一个算力强大、响应迅速且具备人工智能的态势诊断子系统，能实现防护救生系统从被动非智能体向主动智能体的重大转变；以飞行员个性化的生理、行为及意图等信息为基础，能实现从面向群体的粗犷普适性能向追求个体的精细寻优性能转变，可以系统性地满足下一代及未来高智能战机(含智慧座舱)的防护救生与穿戴式人机交互需求，既能保障飞行员的生命安全，又能增强飞行员态势感知和决策响应能力，从而提高飞行员的作战效能。能。能。


技术研发人员：苏炳君 宋国庆 张海波 张锦玲 杨登仿 任阿丹 陆武 赵一婕 韩自强 王定球 张璨
受保护的技术使用者：航宇救生装备有限公司
技术研发日：2022.11.25
技术公布日：2023/3/30