[发明专利]一种基于头低位卧床的空间站舱内导航模拟方法及系统

权利要求书

1.一种基于头低位卧床的空间站舱内导航模拟方法，所采用的技术方案包括以下步骤：

步骤S1：设备及航天员生理状态准备阶段，使航天员-6°头低位仰卧，并佩戴宽视域头盔式显示器，持续一段时间以使航天员体液头向转移形成的生理效应与失重状态下相当，形成生理效应模拟失重状态；

步骤S2：虚拟舱内场景生成阶段，启动图形工作站中虚拟多舱段空间站仿真程序，在航天员所佩戴的头盔显示器的屏幕显示空间内部场景，航天员通过双眼获取视觉信息，在大脑中形成多舱段空间站内部环境的空间表征；

步骤S3：航天员舱内导航训练阶段，航天员操作三维鼠标改变自身在虚拟空间站场景中对应的方位，同时从头盔显示器获取相应视角变化引起视景变化的反馈，促使航天员产生对虚拟空间站内部场景的空间更新，进而形成航天员在多舱段空间站内部漫游的感受；

步骤S4：航天员舱内导航任务执行阶段，给航天员下达模拟导航任务指令，航天员进行任务操作，同时记录航天员完成模拟导航的时间，使用生理状态监护仪等医学设备记录航天员相关生理参数；

步骤S5：模拟导航效果评定阶段，根据航天员完成模拟导航任务的时间、效果及航天员的生理状态报告，按照实验所拟定的判断标准评价模拟导航的效果。

2.一种实现权利要求1所述方法的系统，包括硬件和软件两部分，其特征在于，所述硬件由图形工作站计算机(1)，宽视域头盔式显示器(2)，三维鼠标(3)，头低位实验床(4)，人体生理状态监护设备(5)组成；航天员仰卧在所述头低位实验床(4)上，眼部佩戴所述宽视域头盔式显示器(2)，所述宽视域头盔式显示器(2)通过数据线与所述图形工作站计算机(1)相连接，所述图像工作站计算机(1)位于所述头低位实验床(4)附近，所述宽视域头盔式显示器(2)通过数据线与所述三维鼠标(3)相连接；所述软件安装在在所述图形工作站计算机(1)内；所述三维鼠标(3)位于航天员身体一侧并与航天员手掌位置相适应的位置，所述三维鼠标(3)通过数据线与所述图形工作站计算机(1)相连接；所述人体生理状态监护设备(5)按使用要求分别固定在航天员身体的相关位置。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述头低位实验床(4)可被调整到床板平面与地面水平面之间所成角度为大约6°。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述软件在图形工作站计算机(1)内运行生成多舱段空间站内部虚拟场景，通过数据线将多舱段空间站内部虚拟场景传输至宽视域头盔式显示器(2)，进而呈现在航天员眼前。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述舱段空间站内部场景图像随所述三维鼠标(3)的动作而发生变化，形成航天员与虚拟空间站内部场景的相对运动，进而令航天员形成在多舱段空间站内部漫游的感受。

6.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述人体生理状态监护设备(5)包括脑电仪、心电仪、血压计。