一种基于头低位卧床的空间站舱内导航模拟方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于头低位卧床的空间站舱内导航模拟方法及系统，该方法将基于头低位卧床的生理效应失重模拟和基于沉浸式虚拟现实技术的视觉导航模拟相结合，形成一种基于头低位卧床的虚拟空间站舱内导航模拟方法；其系统由图形工作站计算机(1)，宽视域头盔式显示器(2)，三维鼠标(3)，头低位实验床(4)，人体生理状态监护设备(5)组成。本发明专利技术具有失重模拟效果良好，多舱段空间站场景模拟逼真，方法简单，价格低廉的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于头低位卧床的空间站舱内导航模拟方法及系统。具体地，涉及一种在地面条件下，以失重条件下航天员在空间站舱内导航过程中的视觉效应和生理效应为目标，以虚拟现实技术和头低位卧床为手段，在多舱段空间站舱内等效模拟导航的方法及系统，属于航天及医学领域。
技术介绍
多舱段空间站具有大而复杂的内部空间，航天员在空间站内部的方向感差，容易发生导航障碍，并可能由此导致整个空间站人-机-环境系统的工效和可靠性的降低，为了解决或改善空间站航天员的舱内导航问题，必须针对空间站舱内视觉环境进行模拟训练和相关实验研究。而在真实空间站内进行舱内导航训练和相关实验研究的成本闻昂，可行性非常差，相对而言，在地面进行的航天环境模拟训练和试验具有安全可靠、条件可控和费用较低等优点。目前用于航天员舱内活动训练和研究的传统模拟方法主要包括:1.失重飞机抛物线飞行模拟，可以在持续15-40秒的时长内形成微重力条件，失重飞机的传统应用主要包括航天员失重环境体验训练、小型操作项目训练和小型航天产品的失重环境试验，由于单次失重模拟的可持续时间限制，失重飞机抛物线飞行模拟方法不适用于空间站舱内导航这种需要持续较长时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于头低位卧床的空间站舱内导航模拟方法，所采用的技术方案包括以下步骤：步骤S1：设备及航天员生理状态准备阶段，使航天员?6°头低位仰卧，并佩戴宽视域头盔式显示器，持续一段时间以使航天员体液头向转移形成的生理效应与失重状态下相当，形成生理效应模拟失重状态；步骤S2：虚拟舱内场景生成阶段，启动图形工作站中虚拟多舱段空间站仿真程序，在航天员所佩戴的头盔显示器的屏幕显示空间内部场景，航天员通过双眼获取视觉信息，在大脑中形成多舱段空间站内部环境的空间表征；步骤S3：航天员舱内导航训练阶段，航天员操作三维鼠标改变自身在虚拟空间站场景中对应的方位，同时从头盔显示器获取相应视角变化引起视景变化的反馈，促使...

【技术特征摘要】
1.一种基于头低位卧床的空间站舱内导航模拟方法，所采用的技术方案包括以下步骤: 步骤S1:设备及航天员生理状态准备阶段，使航天员-6°头低位仰卧，并佩戴宽视域头盔式显示器，持续一段时间以使航天员体液头向转移形成的生理效应与失重状态下相当，形成生理效应模拟失重状态； 步骤S2:虚拟舱内场景生成阶段，启动图形工作站中虚拟多舱段空间站仿真程序，在航天员所佩戴的头盔显示器的屏幕显示空间内部场景，航天员通过双眼获取视觉信息，在大脑中形成多舱段空间站内部环境的空间表征； 步骤S3:航天员舱内导航训练阶段，航天员操作三维鼠标改变自身在虚拟空间站场景中对应的方位，同时从头盔显示器获取相应视角变化引起视景变化的反馈，促使航天员产生对虚拟空间站内部场景的空间更新，进而形成航天员在多舱段空间站内部漫游的感受； 步骤S4:航天员舱内导航任务执行阶段，给航天员下达模拟导航任务指令，航天员进行任务操作，同时记录航天员完成模拟导航的时间，使用生理状态监护仪等医学设备记录航天员相关生理参数； 步骤S5:模拟导航效果评定阶段，根据航天员完成模拟导航任务的时间、效果及航天员的生理状态报告，按照实验所拟定的判断标准评价模拟导航的效果。2.一种实现权利要求1所述方法的系统，包括硬件和软件两部分，其特征在于，所述硬件由图形工作站计算机(1)，宽视域头盔式显示器(2)，三维鼠标(3)，头低位...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱磊，姚英学，边卓，周亮，刘秀娟，王洪波，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：