[发明专利]一种增强人机交互体验的触屏模拟顶板装置

说明书

本发明公开了一种增强人机交互体验的新型触屏模拟顶板装置，属于飞行模拟器领域，具体是：顶板计算机分别连接触屏模拟顶板、触屏模拟顶板振动组件、触屏模拟顶板声音组件和核心计算机；触屏模拟顶板振动组件和触屏模拟顶板声音组件分别固定在触屏模拟顶板的背部，同时均与顶板计算机相连；且触屏模拟顶板声音组件与所要模拟的开关处于同一方位。当操作人员点击虚拟开关后，能够在显示开关状态上作出符合顶板操作逻辑的改变，同时模拟实体开关状态改变的振动，并发出相应的音效，给予飞行模拟器操作人员相应的声音反馈和振动反馈。本发明可以有效地解决点击传统触屏面板反馈不足的问题，提升飞行模拟器中触屏模拟顶板的人机交互体验。

技术领域

本发明属于飞行模拟器领域，具体是一种增强人机交互体验的触屏模拟顶板装置。

背景技术

飞行模拟器是能够在地面逼真地模拟空中飞行的一整套现代化设备的总称。运用飞行模拟器进行训练既经济、又安全，而且机场、天气等外部条件对训练限制也较小。与借助计算机的数字仿真不同，飞行模拟器仿真通过对驾驶舱飞行环境的构建，给予使用者驾驶真实飞机一样的感觉。

程序训练飞行模拟器是飞行模拟器的一种，其主要目标在于规范操作者的飞行操作流程，出于降低成本的考虑，程序训练飞行模拟器往往采用触屏模拟顶板替代传统的实体开关顶板，触屏模拟顶板显示开关的图像，操作人员通过点击相应开关的图像从而达到操作实体开关的效果。

在操作真实飞机驾驶舱顶板上的开关时，每进行一次点击开关操作，顶板上的开关按钮都会改变状态，如开关按下或者弹起，是否点亮等；并发出诸如“咔哒”的声音，通过触觉、声音等途径给与操作者反馈。

而当对应用传统触屏模拟顶板的飞行模拟器进行操作时，触屏模拟顶板采集操作人员的点击信号后，将信号发送给计算机进行处理，计算机再回传给触屏模拟顶板相应的显示控制信号，从而控制显示内容的改变。这样做，在人机交互方面会存在如下问题：

(1)由于触屏本身是一个平面，开关在触屏模拟顶板上的特定区域显示且不具有可动性，因此操作者点击虚拟开关图像后往往无法通过触觉感受到开关状态的改变；

(2)一方面触屏模拟顶板不能发出开关状态变化的音效给予操作者反馈，另一方面现有的触屏模拟顶板通过模拟器的音箱发出开关状态变化的音效，但是模拟器的音箱往往不固定在触屏模拟顶板上，即声音不从触屏模拟顶板所在方位发出，降低了驾驶舱环境模拟的逼真程度。

如果飞行模拟器操作者出现了点击位置不准、误触或者点击之后触屏模拟顶板没反应等问题，由于反馈渠道的不足，操作人员很难在点击之后第一时间知晓问题的发生，这不但不利于驾驶舱操作环境的模拟，限制了触屏模拟顶板在飞行模拟器上的应用，而且还降低了人机交互体验。

在改进飞行模拟器体验方面，美国Peter Bohlender在US9058750号专利中提出了一种基于直升机飞行模拟器的振动装置方案；该方案在模拟器座椅上安装了3个振动电机，在仪表面板以及操纵杆上分别安装了1个振动电机。通过对于电机振动频率的控制来模拟直升机飞行时的振动，从而提升驾驶舱模拟的逼真程度。但是，该专利着眼于操作飞行模拟器时对于飞行器运行振动的模拟，并未涉及在使用触屏模拟顶板的情况下模拟点击实体开关产生的振动，因而使用触屏模拟顶板造成的触觉反馈缺失的问题依然存在。

西安飞豹科技发展有限公司在CN201520663882.X号专利中提出了一种飞行模拟器声音仿真系统，通过一系列音箱组输出环境噪音、告警音、导航音和教员指令等，构建了具有真实感以及沉浸感的声场，营造了逼真的驾驶舱环境。但是，该专利侧重模拟飞行驾驶舱的环境音效以及教员声音；未涉及在使用触屏模拟顶板的情况下模拟点击实体开关的音效，所以使用触屏模拟顶板造成的声音反馈缺失的问题依然存在。

发明内容