面向“一带一路”,服务新工科建设

航空UAV虚拟/增强现实飞行错觉实验教学平台

陕西师范大学航空人因工程与人工智能心理学实验室

banner3 banner2 banner1
本网站平台严格遵守国家相关法律法规要求,请同学们文明使用,共同维护网络秩序安全。
实验设备
实验设备

实验涉及的仪器设备有: E-Prime系统、飞行仿真驾驶系统、三维柱幕视景系统软件、三维柱幕视景系统硬件、飞行仿真软件包、通用小飞机桌面练习器、多功能教员台、TWUAVS-270UAV飞行员虚拟现实飞行成像系统,高配置电脑终端,HTC vive pro 虚拟成像主机等。

高配置电脑终端要求,显卡:Nvidia GeForce GTX 970, AMD Radeon R9 290 或更高;处理器:Intel i5-4590, AMD FX 8350 或更高;内存:4GB或更高;视频输出:HDMI 1.4, DisplayPort 1.2或更高;USB端口:USB 2.0 或更高端口;操作系统:Windows 7 SP1 或更高版本。

由依托单位研发的TWUAVS-270UAV人因系统承担本项目的主体实验任务。UAVS-270是一个可以在地面基站个人电脑上运行和控制的的多平台实验用UAV,能够逼真地呈现驾驶舱环境,如主飞行显示系统、水平状况仪表、模式控制面板、发动机显示仪表、报警系统、导航和无线电通讯仪表、以及其他系统控制仪表等,具有良好的失效模型,可以设定起落架、控制面、仪表,发动机等系统部件的失效。同时,以视频方式记录被试使用键盘或鼠标时的操作步骤,还可以记录众多飞行参数,如飞行时间、飞行高度、空速、倾斜、翻滚、航向、偏航距离、形成距离、维度和经度等。飞行器主要由飞机本体、导航飞控系统、航空电子设备、动力系统组成。

1)飞机本体:采用正常的上单翼布局,大展弦比直机翼、中置拉力螺旋桨、后三点式起落架的布局方案。飞机控制舵面有副翼和升降舵。翼展:2590MM ;全长:2100MM ;最大起飞重量:17公斤;巡航速度:100-110公里/小时;机翼面积:80平方分米;最大平飞速度:150公里/小时;最小失速速度:50公里/小时;续航时间:3小时;最小起降距离:50米;有效任务载荷:3公斤;控制距离:30km;起降方式:轮式滑跑起降。

2)导航飞控:飞控计算机,导航飞控系统的核心部件,由主处理控制器、二次电源(5V、±15V等直流电源)、模拟量输入/输出接口、离散量接口、通信接口(RS232/RS422/RS485 、ARINC429、1553B总线)、余度管理、加温电路、检测接口、飞控计算机机箱组成,作用是姿态稳定与控制、导航与制导控制、自主飞行控制、自动起飞、着陆控制。

3)航空电子分系统:完成UAV姿态解算、飞行控制、航迹控制、飞行管理等功能,同时也为所有机载设备供电。(如图2-8)

其中,为了进一步研究UAV操作员的心理和行为特征,在后期飞行过程中地面基站还整合了行为数据收集系统,包括:

1)实时处理软件系统:安装在飞行监控计算机内。主要完成遥控编码、遥测解码、数据记录回放等功能;

2)综合行为显示软件系统:安装在综合显示计算机内。主要完成参数显示、软面板控制、实时处理UAV和基站切换和数据交换,以及UAV操作员情绪,眼动等指标采集功能;

3)航迹监控软件系统:安装在航迹监控计算机内。主要完成地图显示、航迹显示、行为任务记录、辅助功能和数据交换等功能;

4)行为任务监控软件:安装在任务监控计算机内,主要完成对机载光电平台的状态控制、参数显示、侦察图像捕获和目标定位解算等功能;

5)综合记录软件:综合记录软件安装在综合记录仪内,主要负责可见光视频、测控信息的同步记录与回放和SAR雷达图像的记录与回放,操作员生理心理反馈收集等。

8.png

地面基站航空电子分系统

9.png

测控信息的同步记录与回放屏幕显示