[发明专利]一种沉浸式空间微重力流体遥科学实验平行系统及方法

说明书

本发明公开了一种沉浸式空间微重力流体遥科学实验平行系统及方法，包括空间实验系统；所述平行系统还包括地面实验系统，所述地面实验系统包括，遥分析单元、遥现场单元、遥操作单元、遥预测单元；所述空间实验系统与地面实验系统的各单元之间协调作用，提供给地面操作人员一个身临其境的虚拟环境。优点是：实现对远程空间科学实验的连续多角度观察和精确三维控制，为空间研究提供灵活、方便和高效的环境；并通过该方法，控制空间实验系统中实验的高效进行，同时使空间实验系统中的实验在测控区外也可与地面实验系统的预测实验同步运行，极大地提高了空间实验系统的实验效率。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种沉浸式空间微重力流体遥科学实验平行系统及方法。

背景技术

目前开展空间遥科学实验大多采用自主运行或遥控遥测模式，而传统测点技术和二维图像无法体现实验细节，同时，软件界面与鼠键操作为主的二维交互方式无法满足多维应用系统交互需求；信号延迟和通信中断期导致低效率碎片化的实验观察与控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沉浸式空间微重力流体遥科学实验平行系统及方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种沉浸式空间微重力流体遥科学实验平行系统，包括空间实验系统；所述平行系统还包括地面实验系统，所述地面实验系统包括，

遥分析单元；用于接收所述空间实验系统和/或遥预测单元产生的实验数据包，并对所述实验数据包进行遥分析；

遥现场单元；与所述遥分析单元相连，用于根据遥分析单元的分析结果对空间实验系统的三维实验场景和实验对象进行实时绘制和沉浸式显示，并反馈给操作人员；

遥操作单元；利用实时交互操作的多模态融合综合应用技术，借助视觉-听觉-体感等多种通道，将操作人员决策转化为操作指令，实现对空间实验系统的人机交互控制；

遥预测单元；与所述遥操作单元相连，采用融合机理与数据的遥预测技术构建实验仿真预测系统，模拟操作指令下空间科学实验对象变化过程与结果。

优选的，所述地面实验系统还包括数据处理单元，所述数据处理单元与所述空间实验系统、所述遥分析单元和所述遥预测单元相连，所述数据处理单元接收所述空间实验系统产生的实验数据包，并对其进行处理，还原成原始实验数据，下传到遥分析单元；所述数据处理单元还用于接收遥预测单元产生的预测数据，并将预测数据处理后传递给遥分析单元。

优选的，所述种多通道包括视觉通道、听觉通道和体感通道。

优选的，所述视觉通道用于呈现空间实验系统的三维实验场景,并对所述空间实验系统的三维实验场景进行多通道投影视景的拼接和融合。

优选的，所述听觉通道将语音每个人的从空间实验系统的三维实验场景的多人混合语音中分离出来，并对语音内容中的指令片段进行深度识别，之后反馈给操作人员。

优选的，所述体感通道提出了面向手势交互的任务-命令多层级交互架构，通过点击手势将当前任务级锁定，然后进入命令级，设计与三维空间匹配的操作手势。

本发明的目的还在于提供一种沉浸式空间微重力流体遥科学实验方法，所述方法用于上述任一所述的平行系统；包括如下步骤，

S1、所述数据处理单元接收所述空间实验系统产生的实验数据包，并对其进行数据处理，产生原始实验数据；

S2、所述遥分析单元接收原始实验数据，并对原始实验数据进行遥分析，产生第一分析结果，并将第一分析结果传递给所述遥现场单元；