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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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实验步骤
实验步骤

        实验方法:采用虚拟情景实验和行为实验结合,并在自主研发平台上进行实验交互教学。

    实验:实验试图提供一种和行为实验相结合的虚拟飞行情境实验,通过严格的控制实验条件,更加全面系统地模拟飞行员在进场行为中,黑洞错觉影响因素在飞行各个阶段的作用。

                1)实验一采用单因素两水平被试间设计,自变量为飞行经验(专家/新手),本实验利用模拟仿真软件,研究在模拟条件下,被试飞行经验不同对进场黑洞错觉的影响。

                2)实验二采用单因素八水平被试内设计,自变量为界面信息报告类型,被试需在实验前针对报告类型进行选择,针对距离信息、高度信息、速度信息的不同组合搭配的参数进行持续的口头报告,探究在不同条件对于被试飞行进场的角度速度的影响。

                3)实验三采用单因素三水平被试内设计,自变量为时间压力(高、中、低),被试需在实验开始前对即将进行的进场任务限定完成时间,按照时限区段完成飞行进场任务,探究时间压力在虚拟仿真模拟条件下被试进场的影响作用。其中,高时间压力为限制在1-3分钟内完成;中时间压力为限制在3-5分钟内完成;低时间压力为限制在5-10分钟完成。

                4)实验四采用2(飞行经验:专家,新手)×8(报告类型)混合实验设计,其中飞行经验为组间变量,探索在虚拟仿真模拟条件下,被试飞行经验与报告类型负荷对进场黑洞错觉的影响。报告类型表现为被试在飞行过程中对于高度、距离、速度信息的不同组合搭配的持续口头报告。

                5)实验五采用2(飞行经验:专家,新手)×3(时间压力)混合实验设计,其中飞行经验为组间变量,探索在虚拟仿真模拟条件下,被试飞行经验与任务时间压力对进场黑洞错觉的影响。

                6)实验六采用三因素混合实验设计,其中飞行经验为组间变量,报告类型与时间压力为组内变量。研究不同飞行经验的被试在不同时间压力下对于飞行角度、移动速度、目标大小、时间表征、距离和速度的报告差异,综合探讨飞行进场黑洞错觉的成因。

    总结:

                1)在每个实验结束后一周内,要求学生提交实验报告作为作业。

                2)统计学生在实验时的实验数据作为之后研究参考。

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学生交互性操作步骤说明:

        1. 步骤一:注册并登陆网站

     “黑洞错觉教学实践”板块无需注册即可使用;其余板块需前往实验空间平台进行注册登录,并通过实验空间门户进入本平台,进行后续学习。


        2. 步骤二:课程预习

     请学员结合“学习园地”板块中视频与图文资料,预习航空心理学中飞行空间定向、黑洞错觉、Tau线索等内容。


        3. 步骤三:理论学习

     请学员结合“黑洞错觉传统研究”内容,学习传统研究中黑洞错觉的理论研究,初步了解黑洞错觉的六种成因机制。


        4. 步骤四:教学实践

     请学员结合“黑洞错觉教学实践”内容,熟悉六种实验原理与每一个实验自变量和因变量的作用。


        5. 步骤五:运行环境检查

     请学员自查所使用的浏览器,建议使用Chrome浏览器,QQ浏览器,或基于Chrome内核的相关浏览器进行实验;检查浏览器是否兼容或配置Unity 3D运行环境;


        6. 步骤六:飞行控制学习

     请学员聆听教师飞行进场过程,或参考热门课程中的教师飞行指导课,以及学习园地板块中飞行控制相关课程,熟悉飞行控制原理与飞行参数含义。


        7. 步骤七:开始实验

         请学员通过“开始实验”入口进入虚拟仿真实验(注意:需通过实验空间ilab-x门户网站进入,确保实验数据和实验报告的有效记录与生成);按照实验目的自行选择实验变量,并完成错觉实验。


        8. 步骤八:生成报告

     请学员在完成错觉实验后,保存飞行数据并完成实验报告填写,上传数据与报告。


        9. 步骤九:拓展实践

     请学员在完成错觉仿真实验后,自行选择设计一个相关实验,借助平台程序,自主完成实验设计与报告。


        10. 步骤十:深度学习

     请学员按照自身学习进度与学习效果,自由选择联系教师进行进一步学习。


        11. 步骤十一:实验点评

     请学员通过“意见反馈”模块,针对实验过程和平台使用,进行意见反馈与评价