[发明专利]一种战机飞行员操作识别的数据采集分析装置及方法

说明书

【技术领域】

本发明属于战机训练虚拟仿真技术领域，具体涉及一种战机飞行员操作识别的数据采集分析装置及方法。

【背景技术】

伴随着红外制导武器的发展，相应的对抗手段也在不断升级。没有人工干扰的净空作战条件已经不复存在，复杂对抗环境成为未来必然面临的空战模式。战斗机飞行员不仅要有过硬的飞行技能，还应具备在各种条件下打中目标并摧毁目标的能力和提高自身战场生存率的能力，能够在稍纵即逝的攻击窗口和生存机会面前，能够不假思索的做出合理反应。

为达到以上作战要求必须在日常训练中对飞行员进行良好训练，使其熟练掌握复杂对抗环境下机载各类设备的操作。除了在各类飞行模拟器上进行训练外，针对日常飞行和战训过程中飞行员各类操作进行记录分析具有十分重要的作用。

目前，飞行员在驾驶飞机过程中，通常会带有一副手套，以山羊皮制成，具有良好的触感和阻燃性。该手套主要作用是保暖，尤其是冬季高空战机内温度相当低，同时防止还用于弹射跳伞后冻伤。除上述作用外，手套不具有任何其他功能。

在虚拟仿真民用领域，数据手套是一种最常用的交互工具。数据手套中包括弯曲传感器、力敏材料和弹性材料等，通过导线连接到信号处理电路，能够把人手姿态传递给虚拟环境，而且能够把与虚拟物体的接触反馈给操作者，从而更加自然、更加有效的与虚拟世界进行交互，增强虚拟仿真的互动性和沉浸感。数据手套本身不提供与空间位置相关的信息。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种战机飞行员操作识别的数据采集分析装置及方法，以实现方便对飞行员的操作进行跟踪记录和判别的问题。

本发明采用以下技术方案：一种战机飞行员操作识别的数据采集分析装置，包括多个待操作装置，每个待操作装置上均设置有RFID标签；还包括用于飞行员佩戴的两只数据手套，每只数据手套上均安装有RFID读卡器，每个RFID读卡器均通过同一信息处理盒连接至计算机；

RFID读卡器用于在飞行员操作过程中读取RFID标签内的标签信息，以判断飞行员的动作信息，并将动作信息发送至信息处理盒；信息处理盒用于接收动作信息，并对动作信息进行分析和临时储存。

进一步地，每只数据手套上均安装有辅助测量组件，每个辅助测量组件均连接至同一信息处理盒，信息处理盒还连接有用于将其固定在飞行员身体上的固定装置；辅助测量组件用于辅助测量飞行员的动作信息，并将动作信息发送至信息处理盒。

进一步地，辅助测量组件包括用于测量飞行员手部动作的惯性测量组件、用于测量飞行员手指弯曲动作的电压式弯曲传感器、用于测量飞行员手指触感的力反馈传感器。

进一步地，惯性测量组件包括三轴加速度计和三轴陀螺仪，三轴加速度传感器用于测量飞行员手部的三轴加速度，三轴陀螺仪用于测量飞行员手部的三轴角速度。

进一步地，信息处理盒包括电源板、数据处理板、储存卡和接口板；

接口板包括用于与每个数据手套连接的电缆插座和用于与计算机连接的USB接口；

电源板包括电池、电量指示灯和充电电路。

本发明的另一种技术方案是一种战机飞行员操作识别方法，基于上述的飞行员操作识别数据采集分析装置，具体包括以下步骤：

步骤1、建立飞行员离线手势数据库；

步骤2、通过RFID读卡器和辅助测量组件捕获飞行员实时操作信息；

步骤3、将步骤2中实时操作信息与步骤1中飞行员离线手势数据库中的操作信息进行匹配，得出匹配结果。

进一步地，步骤1具体方法如下：

步骤1.1、飞行员佩戴飞行员操作识别的数据采集分析装置；

步骤1.2、信息处理盒发出提示音，指定飞行员进行指定规范动作；

步骤1.3、飞行员进行指定规范动作的手势操作，同时通过RFID读卡器、辅助测量组件捕获飞行员的动作信息，获得指定规范动作的单次动作信息，储存至计算机内；重复进行指定规范动作，获得不少于m个单次动作信息，其中m＞0；

步骤1.4、重复执行步骤1.2至步骤1.3，直至将所有指定动作信息均储存至计算机内，建立飞行员离线手势采集库。