飞行环境下人体运动感知初步研究

发布时间：2024-04-08 03:00

　　运动感知是人与外界环境交互的重要过程,飞行员在飞行过程中正确地感知飞机的运动状态是操纵决策和执行的前提,也是安全飞行的重要保证。同时,研究人体运动感知在飞行模拟器研发领域有重要意义。本文采用理论分析和建模仿真的方法,研究了飞行(模拟)环境下人体运动感知的机理,分析了各种运动错觉的特点,并对相关运动感知系统和运动错觉进行建模和仿真分析。本文首先分析了人体运动感知的机理,详细分析了视觉系统、前庭系统和体感系统的感知方式和生理结构。分别对视觉系统、前庭系统和体感系统构建了数学模型,并分析了前庭系统运动感知的阈值。飞行过程中的运动错觉是导致飞行事故的重要诱因,也是飞行模拟器运动感觉不逼真的重要原因。本文详细分析了运动病、空间定向障碍、科里奥利错觉和视觉诱发的自身运动等常见的飞行错觉,提出了错觉的预防方法和处置策略,并结合相应的感知模型对运动错觉进行仿真分析。本文构建和实现了针对角速度感知和线速度感知的视觉-前庭交互运动感知模型、飞行员感知和控制模型以及人体运动感知工具箱,依次分析了各个模型的特性。本文实现的模型基本能满足飞行员运动感知建模仿真的要求。最后,结合本文中的人体运动感知工具箱,基于Q...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.3国外先进的飞行模拟器

图2.5前庭器官在内耳中的位置理结构和许多哺乳动物用来产生线性运动感知的器官。耳石能响应线性加

图2.1感觉的产生过程

图2.6比力示意图人类的感知系统就无法区分身体的倾斜和线度，图2.6所示是人坐在座椅上，当有向前力，a为后座对人体的力，g为重力加速度

图2.2Hess视觉感知模型

图2.7线加速度导致的耳石膜位移示意图向前的加速度导致的耳石膜的位移如图2.7所示。上图所示的箭头显示了头头部有向前的加速度或者向后的倾斜的时候，密度更大的耳石滞后于黄斑，凝胶和耳石层会在剪切方向变形。等剪切方向与动纤毛方向一致的时候，细

图2.3Hess模型仿真图

图2.8半规管生理结构示意图上，管道的凹腔膨胀形成一个球状扩张，叫做壶腹，嵴包含好几束感觉毛细胞，这些毛细胞扩展到胶状物结壶腹腔形成一个密封的状态，防止内淋巴液流动。

本文编号：3948380