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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

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实验材料
实验材料

实验材料均整合在TWUAVS-270[1]UAV飞行模拟座舱中,在本实验中,机场的设置采用TWUAVS-270模拟数据,可以较真实的反映高度和角度,经纬度和进场时跑道的信号系统。被试驾驶模拟系统提供的UAV进场,襟翼完全伸展。屏幕分辨率为1024*768,刷新频率为70Hz以上,实验程序采用VisualC++语言编制,使刺激呈现和记时精度均达到毫秒级,被试位置固定,控制被试与计算机的视觉距离为35cm。被试数据采集采用Matlab6.5中滤波函数对所有被试速度数据进行低通滤波,截至频率20Hz软件预设参数主要包括一定的时间线索、空间线索,飞行高度,速度,飞行入场角度等实验变量。

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硬件预设参数包括

1)视觉定位系统:超声波与图像双结合的定位系统,通过超声波判断当前高度,同时利用摄像头画面以获取飞行器位置信息,从而使飞行器精确定位。视觉定位系统位于飞行器底部,由超声波传感器与摄像头两个模块组成。P模式(定位)使用GPS模块或视觉定位系统以实现飞行器精确悬停。根据GPS信号接收强弱状况,P模式在三种动态中切换——P-GPS(信号好,使用GPS模块精确悬停)、P-OPIT(信号欠缺或在室内无GPS信号,使用视觉定位系统实现精确悬停)、P-ATTI(信号欠佳且不满足视觉定位条件,提供姿态增稳)。A模式(姿态)不适用GPS模块与视觉定位系统进行定位,仅提供姿态增稳,若GPS信号良好可实现返航。F模式(功能)是辅助功能模式。除了定位功能以外,它也能提供飞行器对地高度的参考。

3)前视障碍物感知系统:内置了两个前视传感器,当开启壁障系统后这两个视觉传感器就会不断工作。通过扫描前方空间来判断是否存在障碍物,当发现有障碍物时将减速悬停。障碍物感知范围:0.7-15米。

4)云台:可控转动范围为俯仰 -90°至 +30°;稳定系统:3-轴 (俯仰,横滚, 偏航)。

5)遥控器:工作频率为2.400 GHz-2.483 GHz,6000 mAh 锂充电电池 2S;发射频率为FCC: 23 dBm/CE: 17 dBm;最大信号有效距离FCC: 5000 m/CE: 3500 m(无干扰、无遮挡)。

6)电池:智能飞行电池是专门设计的一款容量为5350mAh、电压为22.2V、带有充放电功能的电池。采用全新高能电芯、并使用先进的电池管理系统为飞行器提供充沛电力。