[发明专利]一种基于封闭式座舱的高效交互系统

说明书

本发明公开了一种基于封闭式座舱的高效交互系统，包括一个封闭式座舱，该封闭式座舱外侧的前、后、左、右四个方向分别安设摄像头，且每个摄像头安装在舵机云台上；封闭式座舱内侧的前、后、左、右四个方向分别安设背投影，每个背投影通过数据传输线与同一方向的摄像头相连接；封闭式座舱内部的中心处安设有固定式转动座椅，其椅背和座垫分别设置压力传感器阵列，用户的头部和躯干各处安设陀螺仪；固定式转动座椅的正前方设置触摸屏，触摸屏的下方设置了手势识别设备。本发明综合基于坐姿姿态校正的体感交互方式和结合手势识别的触摸交互方式，解决了现有技术中交互手段集成度不高、交互效率较低、交互方式智能化不高、沉浸式体验感不足的问题。

技术领域

本发明属于显示交互技术领域，特别涉及了一种基于封闭式座舱的高效交互系统。

背景技术

座舱显示在航空中应用广泛，其显示界面包含较多的参数以及飞行状态信息，操作方式为较为传统的操作杆交互以及按键交互，整体系统要求运行流畅，画面清晰，交互及时。显示交互技术在指挥控制系统，诸如航空航天、舰艇指控中应用广泛，被认为是“人与机器之间的桥梁”。其具体技术是指机器通过展示设备给人提供大量有用信息及提示请示等，人通过输入设备给机器发送指令信息来实现人与机器互动的过程。它与认知学、人机工程学、心理学等领域有密切的联系。

当前所应用的交互技术与应用场景中的需求相比，存在三个方面的差距：

1、显示交互手段的集成度不高；大部分交互技术还是采用传统的显示交互手段，简单集成应用于控制设备，没有集成较为先进、高效的显示交互手段，与此同时也未充分考虑交互效率、操控的便捷舒适性等对用户体验和实际效果的影响。

2、多种模式下交互方式的优化不足；虽然集成了较多的交互方式，但只是对交互方式做简单的堆砌，没有深入对交互方式做优化，导致用户的决策效率下降，各个交互方式的协作性不强。

3、辅助交互方式的智能化不强，交互方式在交互过程中的主动性不够，还未构建能够适应不同应用场景、不同操控角色的自适应人机交互体系。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种基于封闭式座舱的高效交互系统，实现在封闭式座舱应用情形下的高效交互，并增加用户的沉浸式体验。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种基于封闭式座舱的高效交互系统，包括一个封闭式座舱，该封闭式座舱外侧的前、后、左、右四个方向分别安设一个摄像头，且每个摄像头安装在舵机云台上；封闭式座舱内侧的前、后、左、右四个方向分别安设一个背投影，每个背投影通过数据传输线与前述同一方向的摄像头相连接，从而显示对应摄像头采集的图像；封闭式座舱内部的中心处安设有固定式转动座椅，该固定式转动座椅的椅背和座垫分别设置压力传感器阵列，用户坐于固定式转动座椅上，用户的头部和躯干各处安设陀螺仪；固定式转动座椅的正前方设置触摸屏，触摸屏的下方设置了手势识别设备；摄像头的对焦控制端、舵机云台的控制端、压力传感器阵列的输出端、陀螺仪的输出端、触摸屏的输出端和手势识别设备的输出端分别与系统主控制器相连。

进一步地，该高效交互系统采用基于坐姿姿态校正的体感交互方式和结合手势识别的触摸交互方式。

进一步地，所述基于坐姿姿态校正的体感交互方式为，将固定式转动座椅的椅背和座垫上的压力传感器阵列以及用户头部和躯干各处的陀螺仪采集的数据实时传送给系统主控制器，系统主控制器根据压力传感器阵列采集的数据求解出用户当前坐姿信息，根据陀螺仪采集的数据求解出用户当前体感姿态信息，并通过用户当前坐姿信息校正不同体感姿态所触发响应的阈值，从而获得最终的用户当前体感姿态，系统主控制器根据用户当前体感姿态控制各摄像头的对焦点和各舵机云台的偏转角度，完成体感交互。

进一步地，设固定式转动座椅的椅背和座垫上均设置3×3的压力传感器阵列，将各压力传感器采集的信号按下式进行计算：