[發明專利]一種戰機飛行員操作識別的數據采集分析裝置及方法

在審

• 申請號: 201710485439.1
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107219928A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 董敏周;李蕊;王藝飛;楊東升;廖書瑤
• 申請（專利權）人: 西安天圓光電科技有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06K17/00;G09B9/08
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務所61219
• 代理人: 孫衛增

【技術領域】

本發明屬于戰機訓練虛擬仿真技術領域，具體涉及一種戰機飛行員操作識別的數據采集分析裝置及方法。

【背景技術】

伴隨著紅外制導武器的發展，相應的對抗手段也在不斷升級。沒有人工干擾的凈空作戰條件已經不復存在，復雜對抗環境成為未來必然面臨的空戰模式。戰斗機飛行員不僅要有過硬的飛行技能，還應具備在各種條件下打中目標并摧毀目標的能力和提高自身戰場生存率的能力，能夠在稍縱即逝的攻擊窗口和生存機會面前，能夠不假思索的做出合理反應。

為達到以上作戰要求必須在日常訓練中對飛行員進行良好訓練，使其熟練掌握復雜對抗環境下機載各類設備的操作。除了在各類飛行模擬器上進行訓練外，針對日常飛行和戰訓過程中飛行員各類操作進行記錄分析具有十分重要的作用。

目前，飛行員在駕駛飛機過程中，通常會帶有一副手套，以山羊皮制成，具有良好的觸感和阻燃性。該手套主要作用是保暖，尤其是冬季高空戰機內溫度相當低，同時防止還用于彈射跳傘后凍傷。除上述作用外，手套不具有任何其他功能。

在虛擬仿真民用領域，數據手套是一種最常用的交互工具。數據手套中包括彎曲傳感器、力敏材料和彈性材料等，通過導線連接到信號處理電路，能夠把人手姿態傳遞給虛擬環境，而且能夠把與虛擬物體的接觸反饋給操作者，從而更加自然、更加有效的與虛擬世界進行交互，增強虛擬仿真的互動性和沉浸感。數據手套本身不提供與空間位置相關的信息。

【發明內容】

本發明的目的是提供一種戰機飛行員操作識別的數據采集分析裝置及方法，以實現方便對飛行員的操作進行跟蹤記錄和判別的問題。

本發明采用以下技術方案：一種戰機飛行員操作識別的數據采集分析裝置，包括多個待操作裝置，每個待操作裝置上均設置有RFID標簽；還包括用于飛行員佩戴的兩只數據手套，每只數據手套上均安裝有RFID讀卡器，每個RFID讀卡器均通過同一信息處理盒連接至計算機；

RFID讀卡器用于在飛行員操作過程中讀取RFID標簽內的標簽信息，以判斷飛行員的動作信息，并將動作信息發送至信息處理盒；信息處理盒用于接收動作信息，并對動作信息進行分析和臨時儲存。

進一步地，每只數據手套上均安裝有輔助測量組件，每個輔助測量組件均連接至同一信息處理盒，信息處理盒還連接有用于將其固定在飛行員身體上的固定裝置；輔助測量組件用于輔助測量飛行員的動作信息，并將動作信息發送至信息處理盒。

進一步地，輔助測量組件包括用于測量飛行員手部動作的慣性測量組件、用于測量飛行員手指彎曲動作的電壓式彎曲傳感器、用于測量飛行員手指觸感的力反饋傳感器。

進一步地，慣性測量組件包括三軸加速度計和三軸陀螺儀，三軸加速度傳感器用于測量飛行員手部的三軸加速度，三軸陀螺儀用于測量飛行員手部的三軸角速度。

進一步地，信息處理盒包括電源板、數據處理板、儲存卡和接口板；

接口板包括用于與每個數據手套連接的電纜插座和用于與計算機連接的USB接口；

電源板包括電池、電量指示燈和充電電路。

本發明的另一種技術方案是一種戰機飛行員操作識別方法，基于上述的飛行員操作識別數據采集分析裝置，具體包括以下步驟：

步驟1、建立飛行員離線手勢數據庫；

步驟2、通過RFID讀卡器和輔助測量組件捕獲飛行員實時操作信息；

步驟3、將步驟2中實時操作信息與步驟1中飛行員離線手勢數據庫中的操作信息進行匹配，得出匹配結果。

進一步地，步驟1具體方法如下：

步驟1.1、飛行員佩戴飛行員操作識別的數據采集分析裝置；

步驟1.2、信息處理盒發出提示音，指定飛行員進行指定規范動作；

步驟1.3、飛行員進行指定規范動作的手勢操作，同時通過RFID讀卡器、輔助測量組件捕獲飛行員的動作信息，獲得指定規范動作的單次動作信息，儲存至計算機內；重復進行指定規范動作，獲得不少于m個單次動作信息，其中m＞0；

步驟1.4、重復執行步驟1.2至步驟1.3，直至將所有指定動作信息均儲存至計算機內，建立飛行員離線手勢采集庫。