一种基于虚拟现实定位器定位的航空训练方法和系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115762293A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211671457.6(22)申请日2022.12.26(71)申请人北京东方瑞丰航空技术有限公司地址100191北京市海淀区学院路35号世宁大厦503室(72)发明人张旭蔡向群郭树河刘学敏(74)专利代理机构北京佰亦知识产权代理事务所(普通合伙)16097专利代理师陈柳叶(51)Int.Cl.G09B9/28(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种基于虚拟现实定位器定位的航空训练方法和系统(57)摘要本发明涉及一种基于虚拟现实的航空训练方法和系统，方法包括：搭建物理训练设备与虚拟现实模拟设备；对二者的空间位置进行匹配；对训练员的手部动作进行捕捉，采集所述手部动作产生的操作数据；将操作数据发送至虚拟现实模拟设备，驱动该设备，使得物理训练设备与虚拟现实模拟设备同步操作。本发明在虚拟现实模拟设备之外再构建与其相同的物理训练设备，利用定位技术确认物理训练设备的位置，并匹配虚拟现实模拟设备的位置；再利用定位技术确认训练员的手部的物理位置，并与虚拟现实模拟设备中的手部进行匹配，从而在训练员的手部触碰相应部件时，虚拟现实模拟设备的虚拟手部也同步进行触摸操作，达到在虚拟世界中加入物理触感的训练的目的。CN115762293ACN115762293A权利要求书1/2页1.一种基于虚拟现实的航空训练方法，其特征在于，所述方法包括：S1：搭建物理训练设备与虚拟现实模拟设备；S2：对物理训练设备与虚拟现实模拟设备的空间位置进行匹配；S3：对训练员的手部动作进行捕捉，采集所述手部动作产生的操作数据；S4：将所述操作数据发送至虚拟现实模拟设备以驱动所述虚拟现实模拟设备，使得物理训练设备与虚拟现实模拟设备同步操作。2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的航空训练方法，其特征在于，所述物理训练设备包括驾驶舱及设置在所述驾驶舱内部的控制面板、驾驶杆、开关和按钮，若干所述开关和按钮设置在所述控制面板上，所述驾驶杆与控制面板连接。3.根据权利要求2所述的基于虚拟现实的航空训练方法，其特征在于，在所述驾驶舱的室内至少安装有两个激光传感器，用于获得所述物理训练设备的位置。4.根据权利要求2所述的基于虚拟现实的航空训练方法，其特征在于，所述驾驶舱的室内还设置有虚拟现实头盔，所述虚拟现实头盔用于呈现所述虚拟现实模拟设备。5.根据权利要求2所述的基于虚拟现实的航空训练方法，其特征在于，所述驾驶舱的室内还设置有手套，所述手套用于捕捉所述训练员的手部动作。6.根据权利要求2‑5任一项所述的基于虚拟现实的航空训练方法，其特征在于，所述虚拟现实模拟设备与所述物理训练设备的结构设置完全相同。7.根据权利要求6所述的基于虚拟现实的航空训练方法，其特征在于，所述步骤2包括：所述物理训练设备的坐标变换矩阵为：，其中，其中，为所述物理训练设备在激光传感器所形成的坐标系下的所在位2CN115762293A权利要求书2/2页置，为已知量；为偏转、翻滚、俯仰角度，为已知量，为变换矩阵在下的对应矩阵变量。8.根据权利要求7所述的基于虚拟现实的航空训练方法，其特征在于，所述步骤2包括：在训练员带上头盔上时，所述虚拟现实模拟设备所在位置为，为已知量；偏转、翻滚、俯仰角度为，为已知量；采用矩阵变换，将虚拟现实中设备的位置与物理训练设备进行匹配，进行变换的矩阵为：，其中，其中，为所述变换的矩阵在下的对应矩阵变量。9.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的航空训练方法，其特征在于，所述步骤4包括：当训练员的人手操作物理训练设备时产生相应的数据，采集这些数据并发送给虚拟现实模拟设备，驱动所述虚拟现实模拟设备做出相应的状态改变，使得与物理训练设备同步进行。10.一种基于虚拟现实的航空训练系统，其特征在于，所述系统用于实现权利要求1‑9任一项所述的方法，包括:搭建模块：用于搭建物理训练设备与虚拟现实模拟设备；匹配模块：用于对物理训练设备与虚拟现实模拟设备的空间位置进行匹配；捕捉模块：用于对训练员的手部动作进行捕捉，采集所述手部动作产生的操作数据；同步模块：用于将所述操作数据发送至虚拟现实模拟设备以驱动所述虚拟现实模拟设备，使得物理训练设备与虚拟现实模拟设备同步操作。3CN115762293A说明书1/7页一种基于虚拟现实定位器定位的航空训练方法和系统技术领域[0001]本发明属于航空培训领域和飞行仿真领域，具体涉及一种基于虚拟现实定位器定位的航空训练方法。背景技术[0002]飞行模拟设备是飞行员培训过程中最重要的设备。传统的模拟机经历数十年的发展，技术已经趋近成熟，在保证安全和成本较低的前提下，能够有效的进行飞行员培训。但是传统飞行模拟机仍有如下缺陷