飞行员空间运动身体方位知觉测量系统及其应用技术方案

本发明专利技术涉及一种飞行员空间运动身体方位知觉测量系统，其包括：运动座椅；运动控制系统，包括操作台和机械运动臂；所述操作台包括计算机和控制面板，所述计算机安装有运动控制软件，所述机械运动臂可根据机械运动指令驱使所述运动座椅进行预设类型的运动；所述运动控制软件设计的运动类型包括基本运动和测试运动；应答系统，包括应答话筒、应答话筒固定装置和应答记录仪。该系统能够通过对预选飞行员的空间运动中的身体方位知觉能力的测量选拔出具有较高空间运动身体方位知觉能力的个体，也可用于飞行员等需要较高空间运动身体方位知觉能力的特殊人才的训练。

The measurement system of pilots' body orientation perception in space movement and its application

The invention relates to a measurement system for the orientation perception of a pilot's spatial motion body, which includes: a motion seat; a motion control system, including an operating platform and a mechanical moving arm; the operating platform, including a computer and a control panel, the computer is equipped with a motion control software, and the mechanical moving arm can drive the moving seat to perform a preset type of operation according to the mechanical motion command The motion type of the motion control software design includes basic motion and test motion; the response system includes a response microphone, a response microphone fixing device and a response recorder. The system can select individuals with higher spatial motion body orientation perception ability by measuring the body orientation perception ability of preselected pilots in spatial motion, and can also be used for the training of pilots and other special talents who need higher spatial motion body orientation perception ability.

【技术实现步骤摘要】
飞行员空间运动身体方位知觉测量系统及其应用
本专利技术属于空间运动身体方位知觉测量
，具体地说，是一种飞行员空间运动身体方位知觉测量系统及其应用。
技术介绍
目前的空间知觉测量器械和仪器已经有许多种，如：速度知觉、时间知觉、图形空间知觉、深度知觉。在图形空间知觉的测量中有视觉空间距离、空间大小和空间位置的测量，有些仪器直接就叫空间知觉测量仪，其实只是图形空间位置知觉测量，在空间知觉的测量中以视觉空间能力测量为主，唯有时间知觉是应用了听觉能力进行时间长短的判断。专利CN201210037535.7(公开号CN102693413A)公开了一种运动识别，人体运动由从用户的图像数据导出的骨架模型来表示。骨架模型数据可用于执行对身体运动的运动识别和/或相似度分析。运动识别的示例方法包括从捕捉设备接收表示用户数据运动特征的骨架运动数据，该骨架运动数据与用户在场景内的方位相关。确定所接收的骨架运动数据相对于来自原型运动特征数据库的多个原型运动特征的互相关。对骨架运动数据与多个原型运动特征中的每个相对应的似然度进行排序。使用互相关来确定似然度。对多个原型运动特征的子集执行分类操作。选择多个原型运动特征的子集，因为其成员具有对应于骨架运动数据的相对最高的似然度。专利申请CN200810033729.3(公开号CN101226061A)公开了一种导航、制导与控制领域的适用于步行者的定位方法，本专利技术包括识别步行者运动状态、求取步行者实时步幅和结合航向角求取步行者所处位置的实时经纬度三部分，步行者的方位改变主要由双腿的运动实现，行走动作将带来身体有规则的振动，通过测量与分析该振动特征，并采用针对加速度采样的峰值捕获方法提取步行者的实时步频，并利用步频与步幅的关系得到步行者的实时步幅，该实时步幅作为相邻输出值间步行者行走的距离，与电磁罗盘输出的航向角相结合，并利用地球模型得到步行者所处位置的实时经纬度。在步幅估计前对n个加速度输出值是否表征了步行者的行走运动做出判断，判断依据为加速度采样的能量。本专利技术可高识别率地判断步行者是否处于行走状态，有效提高步行者定位精度。专利申请CN201610436756.X(公开号CN105962900A)公开了一种平行于人体轴线的主动动觉方位测试装置及测试方法。装置部分主要包括：上基板；所述上基板与多个支撑杆活动连接；所述上基板的上表面固定连接有圆形外壳，圆形外壳上具有刻度；所述圆形外壳的圆心处具有贯穿于所述上基板的转轴；转轴的上端与用于指向所述刻度的指针固定连接；所述转轴的下端与角度传感器的主轴上端固定连接，角度传感器的主轴下端与小臂夹持机构固定连接；所述上基板下方为用于容纳应试者手臂与腿部的空间。本装置通过设计全新的结构，可以使得应试者可以坐在上基板的外侧的椅子上令转轴轴线与身体轴线相平行，高精准的完成动觉方位的测试。但是，目前的空间知觉测量仍没有个体在空间运动中对身体方位知觉判断和测量装置或设备，因此，难以进行对需要较高的空间运动身体方位知觉能力的军队特殊飞行人才进行测试选拔。
技术实现思路
针对现有缺乏个体在空间运动中对身体方位知觉判断和测量装置或设备的技术问题，本专利技术的第一目的在于提供一种飞行员空间运动身体方位知觉测量系统，能够对预选飞行员等在空间运动中对自己的身体方位知觉能力进行客观和精确的测量。本专利技术的飞行员空间运动身体方位知觉测量系统包括：运动座椅，所述运动座椅包括座椅基座、安装在座椅基座上的座椅本体，以及设于座椅本体上的人体固定装置；运动控制系统，包括操作台和机械运动臂；所述操作台包括计算机和控制面板，所述计算机安装有运动控制软件，在运动控制软件的控制下，通过控制面板可向所述机械运动臂发送机械运动指令；所述机械运动臂与所述座椅基座连接，所述机械运动臂可根据机械运动指令驱使所述运动座椅进行预设类型的运动；所述运动控制软件设计的运动类型包括基本运动和测试运动；基本运动是驱使运动座椅恢复到正常的位置后左旋转若干圈、右旋转若干圈、前旋转若干圈、后旋转若干圈，正常位置是应试者坐在运动座椅上头朝上、身体垂直、面朝前方；测试运动是驱使运动座椅前后旋转、左右旋转或者两者组合形成的综合运动，综合运动包括前左运动、前右运动、后左运动和后右运动；应答系统，包括应答话筒、应答话筒固定装置和应答记录仪；所述应答话筒通过所述应答话筒固定装置可固定在应试者胸前，用于接收应试者的应答声音；所述应答记录仪与所述计算机通过有线或无线的方式进行数据连接，所述应答记录仪用于接收应答话筒的声音信号并传给所述计算机进行处理和显示。本专利技术的飞行员空间运动身体方位知觉测量系统的安装环境需要有长8米×宽6米×高5米的空间大小，以便于安放测量系统，环境的四壁、顶层和地面需要有发光装置，能够发出明亮而又柔和的光线，光亮度为60瓦白色光源发光灯泡距离2米的平均亮度。安装机械运动臂的墙壁要进行特殊的加固处理，使其能够完全承受机械运动臂的牵拉作用力后还有余量，确保安全。地面设计为高空对地面拍照的图片，图像要清晰，天花板设计为晴朗白天天空少云的画面。空间环境需要通过空调保持恒温，稳定保持在18--27℃，并控制湿度在50％左右。关于所述机械运动臂，可以参照现有机械制造车间比如汽车生产车间的机械臂或机器人进行设计，伸缩、转动等动作机构可采用铰链、气缸、轴承、齿轮等常规传动结构进行组合设计。本专利技术的一些较佳实施例中，所述机械运动臂包括机械运动指令接受转换器、动力源、固定装置、传动臂和运动关节；所述固定装置可固定在加固的底座上或墙壁上，所述传动臂水平转动安装在所述固定装置上；所述运动关节转动连接在所述传动臂的头端并与所述座椅基座一侧连接；所述机械运动指令接受转换器用于接受控制台下达的运动指令并转换为运动信号传递给所述动力源，所述动力源为所述传动臂和所述运动关节提供转动动力，所述传动臂和所述运动关节可驱使所述运动座椅进行多方位运动。进一步的，所述固定装置可设置升降机构用于驱使所述传动臂升降，以此所述传动臂可带动所述运动座椅上下运动，方便应试者上下所述运动座椅。进一步的，所述动力源包括传动臂电机，所述传动臂电机直接或通过变速器与所述传动臂连接。进一步的，所述动力源包括运动关节电机，固设于传动臂的头端并与所述运动关节驱动连接。所述传动臂电机和所述运动关节电机均根据所述机械运动指令接受转换器接收的运动指令进行运转。所述机械运动指令接受转换器可根据常规的数据接收转换器进行设计，所述传动臂电机和所述运动关节电机的控制电路也可根据常规的伺服电机的控制电路进行调整设计。较佳的，所述运动控制软件设计机械运动臂的运动类型和每一个运动的持续时间、运动的轨迹和运动后运动座椅在空中的位置。较佳的，基本运动是驱使运动座椅恢复到正常的位置后左旋转一圈、右旋转一圈、前旋转一圈、后旋转一圈。较佳的，前后旋转设置有前运动和后运动，前运动设置类型有：前运动360N°、前运动30+360N°、前运动45+360N°、前运动60+360N°、前运动75+360N本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞行员空间运动身体方位知觉测量系统，其包括：/n运动座椅，所述运动座椅包括座椅基座、安装在座椅基座上的座椅本体，以及设于座椅本体上的人体固定装置；/n运动控制系统，包括操作台和机械运动臂；所述操作台包括计算机和控制面板，所述计算机安装有运动控制软件，在运动控制软件的控制下，通过控制面板可向所述机械运动臂发送机械运动指令；所述机械运动臂与所述座椅基座连接，所述机械运动臂可根据机械运动指令驱使所述运动座椅进行预设类型的运动；所述运动控制软件设计的运动类型包括基本运动和测试运动；基本运动是驱使运动座椅恢复到正常的位置后左旋转若干圈、右旋转若干圈、前旋转若干圈、后旋转若干圈，正常位置是应试者坐在运动座椅上头朝上、身体垂直、面朝前方；测试运动是驱使运动座椅前后旋转、左右旋转或者两者组合形成的综合运动，综合运动包括前左运动、前右运动、后左运动和后右运动；/n应答系统，包括应答话筒、应答话筒固定装置和应答记录仪；所述应答话筒通过所述应答话筒固定装置可固定在应试者胸前，用于接收应试者的应答声音；所述应答记录仪与所述计算机通过有线或无线的方式进行数据连接，所述应答记录仪用于接收应答话筒的声音信号并传给所述计算机进行处理和显示。/n...

【技术特征摘要】
1.一种飞行员空间运动身体方位知觉测量系统，其包括：
运动座椅，所述运动座椅包括座椅基座、安装在座椅基座上的座椅本体，以及设于座椅本体上的人体固定装置；
运动控制系统，包括操作台和机械运动臂；所述操作台包括计算机和控制面板，所述计算机安装有运动控制软件，在运动控制软件的控制下，通过控制面板可向所述机械运动臂发送机械运动指令；所述机械运动臂与所述座椅基座连接，所述机械运动臂可根据机械运动指令驱使所述运动座椅进行预设类型的运动；所述运动控制软件设计的运动类型包括基本运动和测试运动；基本运动是驱使运动座椅恢复到正常的位置后左旋转若干圈、右旋转若干圈、前旋转若干圈、后旋转若干圈，正常位置是应试者坐在运动座椅上头朝上、身体垂直、面朝前方；测试运动是驱使运动座椅前后旋转、左右旋转或者两者组合形成的综合运动，综合运动包括前左运动、前右运动、后左运动和后右运动；
应答系统，包括应答话筒、应答话筒固定装置和应答记录仪；所述应答话筒通过所述应答话筒固定装置可固定在应试者胸前，用于接收应试者的应答声音；所述应答记录仪与所述计算机通过有线或无线的方式进行数据连接，所述应答记录仪用于接收应答话筒的声音信号并传给所述计算机进行处理和显示。


2.根据权利要求1所述的飞行员空间运动身体方位知觉测量系统，其特征在于，所述机械运动臂包括机械运动指令接受转换器、动力源、固定装置、传动臂和运动关节；所述固定装置可固定在加固的底座上或墙壁上，所述传动臂水平转动安装在所述固定装置上；所述运动关节转动连接在所述传动臂的头端并与所述座椅基座一侧连接；所述机械运动指令接受转换器用于接受控制台下达的运动指令并转换为运动信号传递给所述动力源，所述动力源为所述传动臂和所述运动关节提供转动动力，所述传动臂和所述运动关节可驱使所述运动座椅进行多方位运动。


3.根据权利要求1所述的飞行员空间运动身体方位知觉测量系统，其特征在于，所述运动控制软件设计机械运动臂的运动类型和每一个运动的持续时间、运动的轨迹和运动后运动座椅在空中的位置。


4.根据权利要求1所述的飞行员空间运动身体方位知觉测量系统，其特征在于，前后旋转设置有前运动和后运动，前运动设置类型有：前运动360N°、前运动30+360N°、前运动45+360N°、前运动60+360N°、前运动75+360N°、前运动90+360N°、前运动120+360N°、前运动150+360N°、前运动180+360N°、前运动210+360N°、前运动240+360N°、前运动270+360N°、前运动300+360N°、前运动330+360N°；后运动设置类型有：后运动360N°、后运动30+360N°、后运动45+360N°、后运动60+360N°、后运动75+360N°、后运动90+360N°、后运动120+360N°、后运动150+360N°、后运动180+360N°、后运动210+360N°、后运动240+360N°、后运动270+360N°、后运动300+360N°、后运动330+360N°；左右旋转设置有向左运动和向右运动，向左运动设置有：向左运动360N°、向左运动30+360N°、向左运动45+360N°、向左运动60+360N°、向左运动75+360N°、向左运动90+360N°、向左运动120+360N°、向左运动150+360N°、向左运动180+360N°、向左运动210+360N°、向左运动240+360N°、向左运动270+360N°、向左运动300+360N°、向左运动330+360N°；向右运动设置有：向右运动360N°、向右运动30+360N°、向右运动45+360N°、向右运动60+360N°、向右运动75+360N°、向右运动90+360N°、向右运动120+360N°、向右运动150+360N°、向右运动180+360N°、向...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈兴华，黄建松，屠志浩，赵后雨，瞿靖芮，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军特色医学中心，
类型：发明
国别省市：上海;31