摘要：飞行员的训练质量对于飞行安全至关重要,循证训练中要求评估飞行员包含一系列核心胜任力的全面能力。应用计算机视觉技术,非接触式识别飞行员模拟训练时的专注度等级,为循证训练提供更多信息。为了划分适用训练评估的专注度等级,设计了诱发注意力的实验,并以客观的指标对数据进行标注,接着提出一种面部特征融合的专注度识别网络模型,提取面部图像特征以及局部二值模式(LBP)图像特征,同时引入自适应参数调节两种特征的比重。模型在测试集上的精确率、召回率和F1值分别达到了98.6%、98.5%和98.5%,优于其他先进的分类算法。实验结果表明,该模型能有效识别飞行员的专注度等级,同时为循证训练提供更好数据基础。

摘要：针对头盔式虚拟环境中的人机交互需求,利用敏感哈希索引把人手姿态跟踪问题转化为人手姿态数据检索问题,提出一种人手姿态参数估计方法.该方法通过提取手势图像的梯度方向直方图作为索引特征,利用改进的敏感哈希索引对姿态数据库进行检索,并将得到的索引结果进行时序一致加权,实现对无标记的手姿态参数(包括手指关节参数和手腕姿态参数)的估计.实验结果表明,文中方法能应用于实际的虚拟现实座舱系统,所得姿态参数对人手自遮挡存在一定的鲁棒性.

摘要：分析了微下击暴流的特征和用于飞行实时仿真中的建模需求。基于流体力学的涡环原理构建三维微下击暴流的参数化模型,并对涡环法建模进行了深入改进。基于流体力学方法解决了涡环法模型的中心轴处和涡核内的奇异问题。针对真实微下击暴流风场的特点,设计了倾斜涡环模型和多涡环模型,从而高逼真度地模拟复杂的微下击暴流风场。简要讨论了该模型在飞行实时仿真中的应用方法。该建模方法灵活性高,可重配置,不仅可用于变化风场中的飞行实时仿真,还可用于对实际风场测量数据进行辨识建模和再现研究。

摘要：以头部运动特性为设计要求,对六自由度头盔伺服系统的尺寸优化设计及其方法进行了研究。通过实验数据分析,总结了飞行学员训练过程中头部的运动特性。将运动特性分为两类———必备指标和可选指标,并以此为设计性能要求,定义了头盔伺服系统各运动特性指标的目标函数,并结合非线性最小二乘法的原理,建立了优化问题的数学模型。提出了一种基于CVT(Centroidal Voronoi Tessellation)的非线性最小二乘改进算法,该方法首先利用CVT的特性对设计参数进行初始化,得到多组能均匀覆盖参数空间的参数初值,然后从不同的参数初值出发,采用非线性最小二乘法对优化问题进行求解,得到了多组可行解。数值仿真结果表明,所有优化结果的性能指标均满足必备指标要求,且新方法具有很强的全局搜索能力。以可选指标———工作空间灵活度最优作为判别准则,确定了问题的最优解,并通过最优解的部分性能指标分析,进一步验证了本文优化方法的有效性。

摘要：A dynamic model of landing gear struts is introduced in a non-inertial coordinate system. Together with a six degrees of freedom model of aircraft ground handling, the model can be applied to investigate the landing gear shimmy and the directional stability of aircraft undergoing non-straight taxiing. Take the K8 aircraft as an example, motions of the strut under both the straight and non-straight taxiing are simulated as well as the directional adjusting procedure of the airframe. Results of the example are reasonable, indicating that the model may have some value in related research.

摘要：建立了半主动控制起落架缓冲动力学数学模型,模型中流量系数是油孔等效面积、流量或压差的函数,不再是固定值,而是变量。利用定油孔起落架的落震试验对该模型进行了校验。设计了两个简单控制律,第一个控制律按传统变油孔设计准则给定,第二个控制律按给定吸收功量时峰值载荷最小的准则设计。通过数字仿真对这两种控制律下的起落架和被动式起落架的缓冲性能进行比较。结果表明,半主动控制在提高起落架缓冲性方面有较大潜力。

摘要：针对头盔式虚拟现实系统中的头部位置跟踪,研究并实现了多摄像机下的高精度光学头部位置定位系统。通过设计初始标定方块来减小系统安装误差,使摄像机按正交方式布置,保持其光轴两两相互垂直。定位过程中以某一摄像机为基准,任意给定目标深度初值;依据摄像机成像模型计算出目标空间位置,再将该计算结果作为其他摄像机的目标深度初值进行循环迭代计算,收敛至给定精度后得到目标三维空间坐标值。最后以3个标记点空间位置为基础,依据其空间关系计算得到目标姿态角。对比实验表明,该定位方法定位精度高、计算速度快,静态位置误差为0.051cm,动态位置误差为0.088cm,明显超过电磁跟踪器定位精度;同时该定位系统成本低廉,不受外界金属和电磁环境干扰,可满足虚拟现实系统中高精度头部位置跟踪需求。

摘要：分析了头盔显示器伺服系统动平台参数的不确定性与时变性,推导了连续-离散扩展卡尔曼滤波（CDEKF）与连续-离散平方根无味卡尔曼滤波（CDSR-UKF）的辨识过程,结合头盔显示器伺服系统的动力学模型建立了系统动平台参数的辨识模型,并通过仿真试验对比分析了CDEKF和CDSRUKF的辨识效果。设计了动平台参数的突变试验过程,通过试验对CDSR-UKF的实用性进行了检验。仿真结果表明：CDEKF与CDSR-UKF的标准误差比值范围为1.9~6.3,收敛时间比值范围为1.0~27.7,均方根误差的比值范围为1.4~11.0,后者的计算精度、稳定性和收敛速度均要优于前者,且后者的平均收敛时间约为0.002s,具有较好的在线辨识性能;CDSR-UKF的辨识误差小于10%,对大幅度突变和一般幅度突变参数的辨识收敛时间分别约为0.30s和0.04s,能较好地跟踪参数的变化过程,可满足正常使用情况下的头盔显示器伺服系统动平台参数辨识要求。

摘要：对头盔伺服系统(HMDPM)主动柔顺控制策略的主要内容———轨迹规划和控制方法进行了研究。首先,采用基于力反馈和滑动杆动力学模型的头部运动预测法进行轨迹规划,该方法利用并联机构(PM)分支杆长与运动平台位姿间的映射关系,通过力反馈信息和6-3UPS并联机构滑动杆动力学模型对头部运动进行预测,为头盔伺服系统的位置控制提供期望轨迹;然后,基于头盔伺服系统的动力学模型对系统的惯性项和非线性项进行了计算,设计了惯性项和非线性项补偿控制器,在进行头部运动跟踪的同时,实现了头盔显示器与头部间接触力的控制;最后,采用SimMechanics模块建立了HMDPM—人交互模型,并进行了相关验证实验。仿真结果表明,基于力反馈和滑动副滑动杆动力学模型的头部运动预测法能实时地、较为准确地预测出头部运动位置;基于动力学模型的惯性和非线性项补偿控制器不仅可以较为准确地跟踪头部运动,而且还能有效地减小头盔显示器与头部间的接触力,降低执行机构的刚度、减少系统摩擦力等非线性因素对使用者的干扰。

摘要：作为半主动控制的执行器,高速开关阀的开、关性能将直接影响半主动控制效果,对其建立准确、可信的模型并进行仿真研究是基于高速开关阀的半主动控制研究的重要环节。本文首先根据磁性材料的磁化曲线建立了高速开关阀非线性数学模型,模型中考虑了磁路中工作气隙的边缘效应及漏磁通;进而设计了试验方案,对该模型进行校验,仿真与试验结果吻合较好;最后,通过试验和仿真对影响高速开关阀性能的一些参数进行分析,并提出相应改善措施。