一种引入角加速度阈下控制的躯体重力错觉模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种引入角加速度阈下控制的躯体重力错觉模拟方法，包括如下步骤：飞行错觉模拟软件根据运动参数生成离心机运行曲线并显示在上位机界面上；对运行曲线进行确认，并开始训练；离心机按照启动曲线进入基础过载G

【技术实现步骤摘要】
一种引入角加速度阈下控制的躯体重力错觉模拟方法


[0001]本专利技术涉及飞行训练领域，具体是一种引入角加速度阈下控制的躯体重力错觉模拟方法。

技术介绍

[0002]飞行错觉是飞行员在飞行过程中，对飞机的姿态、位置和运动状态产生的错误知觉形式， 具有发生率较高、致命性事故比例高、人员及经济损失重大等特点。尽管新机种、新设备上 应用了不少新技术，有了不少新发展，但飞行错觉的种类基本没有改变，飞行错觉发生率占 事故原因的比例还略有上升。降低飞行错觉引起的飞行事故，应当通过错觉模拟训练提高飞 行员对飞行错觉的认知，从而降低I型(不可认知型)空间定向障碍的发生率。
[0003]飞行错觉根据感知器官可以分为：前庭本体性飞行错觉、前庭视觉性飞行错觉、视觉性 飞行错觉和中枢性飞行错觉。其中，前庭本体性飞行错觉与飞行员前庭器官受到的各种加速 度刺激有关，包括线加速度和角加速度。前庭本体性错觉可以进一步细分为躯体旋转错觉、 科里奥利错觉、躯体重力错觉、超G错觉等。躯体重力错觉是前庭本体性飞行错觉的一种， 是由于人体无法区分由重力和运动产生的线加速度引起的过载造成的，根据运动产生的线加 速度方向可以分为：胸背向过载引起的俯仰错觉、侧向过载引起的倾斜错觉、头足向过载引 起的升降错觉以及复合形态的躯体重力错觉。
[0004]现有的躯体重力错觉模拟方法主要基于转台系统，通过转椅偏轴心、正切朝向旋转模拟 倾斜形态的躯体重力性错觉，偏轴心、头向或背向旋转轴旋转模拟俯仰形态的躯体重力性错 觉。该方法的不足在于：模拟过程中通过转台旋转仅对人体胸背向或左右向过载进行调节， 因此未能涵盖上升、下降形态的躯体重力错觉模拟方法；未考虑转台旋转过程中转速变化对 人体产生的角加速度刺激，使人产生明显的偏航旋转感受。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种引入角加速度阈下控制的躯体重力错 觉模拟方法，包括如下步骤：
[0006]步骤一，通过飞行错觉模拟软件对动作形式及运动参数进行设置,飞行错觉模拟软件根据 运动参数生成离心机运行曲线并显示在上位机界面上；
[0007]步骤二，对运行曲线进行确认，并开始训练；
[0008]步骤三，离心机启动，按照启动曲线进入基础过载G
z0
，离心机俯仰方向角位移为θ，过 程中通过阈下控制限制飞行员三向角加速度低于α
max
；维持基础过载状态，持续时间t
lev1
；
[0009]步骤四，离心机主轴转速ω增加，位置框产生相应的动作过载，俯仰方向角位移为θ，过 程中通过阈下控制限制飞行员三向角加速度低于α
max
；
[0010]步骤五，维持动作过载状态，持续时间t
act
，语音指令飞行员保持平飞，采集操纵杆
信号 以判断其是否产生了错觉；
[0011]步骤六，离心机主轴减速，位置框恢复，恢复基础过载；
[0012]步骤七，维持基础过载状态，持续时间t
lev2
；
[0013]步骤八，离心机按照停机曲线进入停机状态，并将训练数据存入数据库。
[0014]进一步的，所述的运动形式包括平飞加/减速、左/右侧向过载、平飞—盘旋—平飞。
[0015]进一步的，所述的运动参数包括
[0016]进一步的，所述的离心机俯仰方向角位移为
[0017][0018]其中的θ为多轴离心机俯仰方向角位移，G
z
为人体头足向过载。
[0019]进一步的，所述的俯仰方向角位移为：
[0020][0021]其中的G
z0
为基础过载值，施加在人体头足方向；G
x
为人体胸背向过载。
[0022]本专利技术的有益效果是：通过离心机多轴协调控制，实现对人体三向过载G
x
、G
y
、G
z
的动态 调节，从而可以对各种形态的躯体重力错觉进行模拟，不局限于本专利中给出的上仰、下俯、 左倾、右倾、上升、下降等错觉形式；通过引入三向角加速度阈下控制，降低运动平台旋转 对人体产生的角加速度刺激，避免角运动刺激干扰线运动感知，改善躯体重力错觉的模拟效 果；根据不同形态躯体重力错觉的产生机理，设计对应的判据，提高错觉评判的客观性。
附图说明
[0023]图1为一种引入角加速度阈下控制的躯体重力错觉模拟方法的流程图；
[0024]图2为飞行员向心位过载示意图；
[0025]图3为飞行员正切向前位过载示意图；
[0026]图4为飞行员正切向前位过载示意图；
[0027]图5为平飞加速运行曲线示意图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所 述。
[0029]如图1所示，一种引入角加速度阈下控制的躯体重力错觉模拟方法，包括如下步骤：
[0030]步骤一，通过飞行错觉模拟软件对动作形式及运动参数进行设置,飞行错觉模拟软件根据 运动参数生成离心机运行曲线并显示在上位机界面上；
[0031]步骤二，对运行曲线进行确认，并开始训练；
[0032]步骤三，离心机启动，按照启动曲线进入基础过载G
z0
，离心机俯仰方向角位移为θ，过 程中通过阈下控制限制飞行员三向角加速度低于α
max
；维持基础过载状态，持续时间
t
lev1
；
[0033]步骤四，离心机主轴转速ω增加，位置框产生相应的动作过载，俯仰方向角位移为θ，过 程中通过阈下控制限制飞行员三向角加速度低于α
max
；
[0034]步骤五，维持动作过载状态，持续时间t
act
，语音指令飞行员保持平飞，采集操纵杆信号 以判断其是否产生了错觉；
[0035]步骤六，离心机主轴减速，位置框恢复，恢复基础过载；
[0036]步骤七，维持基础过载状态，持续时间t
lev2
；
[0037]步骤八，离心机按照停机曲线进入停机状态，并将训练数据存入数据库。
[0038]运动形式包括平飞加/减速、左/右侧向过载、平飞—盘旋—平飞。
[0039]所述的运动参数包括
[0040]所述的离心机俯仰方向角位移为
[0041][0042]其中的θ为多轴离心机俯仰方向角位移，G
z
为人体头足向过载。
[0043]进一步的，所述的俯仰方向角位移为：
[0044][0045]其中的G
z0
为基础过载值，施加在人体头足方向；G
x
为人体胸背向过载。
[0046]具体的，当教员选定以“平飞加速”形式模拟躯体重力错觉时，飞行员的坐位和运动轨 迹如图1所示，飞行员处于向心位，面向旋转中心。图中给出了飞行员前庭耳石所受过载的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种引入角加速度阈下控制的躯体重力错觉模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，通过飞行错觉模拟软件对动作形式及运动参数进行设置,飞行错觉模拟软件根据运动参数生成离心机运行曲线并显示在上位机界面上；步骤二，对运行曲线进行确认，并开始训练；步骤三，离心机启动，按照启动曲线进入基础过载G
z0
，离心机俯仰方向角位移为θ，过程中通过阈下控制限制飞行员三向角加速度低于α
max
；维持基础过载状态，持续时间t
lev1
；步骤四，离心机主轴转速ω增加，位置框产生相应的动作过载，俯仰方向角位移为θ，过程中通过阈下控制限制飞行员三向角加速度低于α
max
；步骤五，维持动作过载状态，持续时间t
act
，语音指令飞行员保持平飞，采集操纵杆信号以判断其是否产生了错觉；步骤六，离心机主轴减速，位置框恢复，恢复基础过载...

【专利技术属性】
技术研发人员：白俊林，黎启胜，刘婷婷，舒杨，罗鹏，胡荣华，王黎光，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院总体工程研究所，
类型：发明
国别省市：