[发明专利]基于平板电脑重力感应系统的飞行操作任务和仪表监控任务模拟系统及模拟方法

说明书

本发明涉及飞行模拟领域，具体涉及基于平板电脑重力感应系统的飞行操作任务和仪表监控任务模拟系统及模拟方法。所述双任务模拟系统包括：基于平板电脑重力系统的飞行模拟操作单元，算机服务器的飞行科目设计单元，参与者飞行模拟模型使用环境的管理单元，以及飞行模拟的监控和数据分析单元。本发明利用通用的平板电脑的重力感应系统模拟飞行操作，较之使用外部操作杆设备的产品而言，成本低、使用便捷，通过软件系统内部算法和视觉系统操作系统的联合呈现使得飞行模拟效果更佳逼真，测试者的感受性更加流畅。因此，可以应用于专业飞行学员、飞行人员的飞行训练、特殊情境下的飞行检测之中。

技术领域

本发明涉及飞行模拟领域，具体涉及基于平板电脑重力感应系统的飞行操作任务和仪表监控任务模拟系统及模拟方法。

背景技术

飞行职业是一种特殊的职业，飞行活动是在特殊的三维空间环境条件中进行的。飞行任务复杂，飞行员往往要承受高负荷和大过载的体力极限，同时也要快速掌握大量最新的科学知识，其中双任务认知能力是不可或缺的重要部分。因此，建立飞行模拟双任务单元具有重大的意义，在飞行员选拔、飞行培训、疲劳检测和抗疲劳训练等多个领域均有重大的研究意义和强大的应用前景。

目前应用较多的飞行模拟设备，均需要复杂的硬件设备，例如操作手柄、操作杆等外部设备。例如，汉莎航空用于选拔的飞行模拟任务专用的仪器硬件设备，历时三个小时，测查了与飞行密切相关的操作能力等多方面的心理品质。中国民航飞行学院也将其应用于中国民航飞行学员的招飞工作，然而由于测验效率较低，严重影响选拔进程，没有在得到大规模的推广。飞行模拟软件设备虽然一定程度的模拟了飞行任务，在飞行员选拔和培训中均发挥了作用。但是由于其均需要特殊的外部设备，且必须与高性能的台式机电脑相连接，因此具有很大的局限性，既不方便在招收飞行员的选拔中进行群体的大量测试，也不方便在外界环境有限的野外或者停机坪环境中进行飞行模拟任务，因此在应用推广中均具有较大的局限性。

重力感应器，又称重力传感器，新型属传感器技术，它采用弹性敏感元件制成悬臂式位移器，与采用弹性敏感元件制成的储能弹簧来驱动电触点，完成从重力变化到电信号的转换。目前绝大多数中高端智能手机和平板电脑内置了重力传感器。重力传感器在手机横竖的时候屏幕会自动转，在玩游戏可以代替上下左右。通过重力传感器测量由于重力引起的加速度，可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度。

本发明利用平板电脑的重力感应系统模拟飞行。在对民航飞行员进行工作分析的基础上，抽取其工作中对双任务认知能力(飞行操作任务和仪表监控任务)要求最核心的操作认知指标，基于平板电脑重力感应系统的飞行操作任务和仪表监控任务模拟系统。采取操作任务和监控任务的双任务操作模式，任务一为飞行操作仪表的误差控制，空中驾驶在上、下、左、右、前、后的六维空间驾驶飞机，任务二为对多个仪表指示灯状态的监控。此外，测试采用平板电脑实施，使用平板电脑的重力感应系统模拟六维空间，感受性类似于波音大型飞机的驾驶感受，并不失真，又具有灵活快捷的特点。该系统的建立为基于飞行模拟的测查、训练和研究工作提供了基本手段和基础平台。

发明内容

本发明的目的是以平板电脑为载体，利用其重力感应系统的功能进行飞行操作任务和仪表监控任务模拟系统的建立，提供一个基于平板模拟飞行双任务的系统和方法。

根据本发明的具体实施方式，所述基于平板重力感应系统的模拟飞行操作任务和仪表监控任务的系统包括四个部分，第一部分是基于平板电脑重力系统的飞行模拟操作单元，第二部分是计算机服务器的飞行科目设计单元，第三部分是参与者飞行模拟使用环境的管理单元，第四部分是飞行模拟的监控和数据分析单元。具体如下：

一、基于平板电脑重力系统的飞行模拟操作单元，具体包括五个模块。

1-1、平板重力感应系统诱发的飞行操作模块