【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及视性错觉模拟训练，特别涉及一种基于vr头显的视性错觉模拟训练系统及方法。
技术介绍
1、飞行空间定向障碍是飞行员在飞行过程中，在视觉、前庭及心理原因的影响下，失去了对飞机和自身的正确知觉，从而产生的各种事件。在军事飞行过程中，视觉系统是飞行员获取飞行环境信息的首要感官途径。然而，飞行过程中的视性错觉现象，作为空间定向障碍的关键因素，对飞行员的飞行状态和位置感知构成了显著消极影响。国外研究表明，视性错觉在民航飞行员的空间定向障碍事故中占比达到29％，荷兰空军f-5和f-16战斗机飞行员中这一比例更是高达63％，陆军直升机飞行员中亦有50％的空间定向障碍事故与此相关。这些数据明确指出了视性错觉对飞行安全具有至关重要的影响。
2、视性错觉不仅影响飞行员的空间定向能力，还可能导致错误的操作决策，增加飞行事故的风险。为了有效应对视性错觉，飞行员需接受针对性训练，在识别出自己发生视性错觉后，学习在视觉信息不足的情况下，依赖其他感官和飞行仪表进行准确的飞行状态判断。在过往研究中，针对视性错觉的模拟体验训练，视动笼作为一种经典的诱发装置得到了广泛应用。视动笼通常呈圆筒状，内部光线被完全阻隔，确保了训练环境的暗室效果。受训人员位于视动笼的中心位置，面对着笼内墙面上旋转的黑白光栅，以此诱发其相对运动错觉的体验。尽管视动笼在视性错觉模拟体验训练中发挥着重要作用，但其也存在一些局限性。
3、首先，视动笼需要占用相对较大的场地空间，这限制了该装置使用的灵活性；其次，购置和维护视动笼的成本相对较高，可能会造成一定经济负
技术实现思路
1、为了克服以上技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于vr头显的视性错觉模拟训练系统及方法，该系统利用vr技术构建了一个半径为1m的虚拟视动笼环境，通过配套的控制软件，能够精确调控视觉刺激参数，该系统为飞行员提供了一个既安全又可控的仿真环境，使其能够体验、识别并学习如何应对相对运动错觉和自动运动错觉。该系统具有轻巧、便携和诱发效率高等优点，提升了训练灵活性和便捷性。
2、本专利技术采用的技术方案是：
3、一种基于vr头显的视性错觉模拟训练系统，包括台式计算机、终端和无线路由器；
4、台式计算机上装有控制软件，终端为内置视性错觉模拟训练程序软件的vr一体机，台式计算机与终端间使用无线路由器连接，通过以太网通讯协议，实现终端内置软件对台式计算机控制软件发出指令的响应。
5、所述台式计算机与终端之间通过socket通信技术进行独立或同步传输。
6、所述视性错觉模拟训练程序软件包括五种不同的激励模型，包括黑白条纹、黑白棋格、红绿棋格、蓝绿棋格图样模型，以及黑色背景中固定不动的红色激光点模型；
7、该五种模型均在台式计算机控制软件的“模型”中进行选择，通过无线路由器的socket通信技术发出指令，当终端的视性错觉模拟训练程序接收到指令后，在vr一体机中构建相应模型图像。
8、前四种模型均配备了顺时针和逆时针两种旋转模式，旋转速度可调节范围为0-180°/s，且调节精度达到1°/s，此四种模型旨在模拟并诱发相对运动错觉，以增强飞行员对此类错觉的识别和适应能力；
9、最后一种模型，即黑色背景中的红色激光点，用于模拟自动运动错觉，为飞行员提供了更多的视性错觉体验和训练。
10、控制终端包含两套vr一体机，每个vr一体机均配备骁龙tmxr2处理器，拥有128gb数据存储器和8gb内存，以及双2.88英寸lcd屏幕，提供4896*2448的双眼分辨率和90hz的刷新率，确保了沉浸式的体验和高精度的视觉输出，vr一体机还具备120°的最大视场角。
11、一种基于vr头显的视性错觉模拟训练系统的使用方法，包括以下步骤；
12、主试人员需启动台式计算机，双击桌面上的“myproject.exe”快捷图标以启动控制软件；随后启动vr一体机，完成系统的基本启动序列；
13、在运行阶段，主试人员可根据试验安排从两套vr一体机中选择一套或两套进行训练，训练前，需确保受试人员正确固定vr一体机的头部绑带并手动调整瞳距，若受试者平日习惯佩戴眼镜，应在佩戴好眼镜的基础上，再将vr一体机罩于眼镜之上，使vr一体机稳定且舒适地贴合其眼部，此时受试人员所观看的画面应清晰而稳定；
14、随后，根据试验安排，主试人员需在控制软件中根据设置“控制模式”、选择“模型”、指定“方向”及设定“速度”；设置完成后，点击界面左上角的“运行”图标，系统将按照预设参数启动运行；
15、训练过程中，如需停止，点击“结束”图标即可按照设定停止训练，训练结束后，主试人员应先关闭vr一体机，随后关闭控制软件，最后关闭台式机。该顺序有助于保护设备，以防意外损坏。
16、所述vr一体机内的视性错觉模拟训练程序，程序应用unity technologies公司的引擎unity开发，以三角形成、网格导入unity、网格处理、材质和贴图、光照和阴影及渲染等方式进行建模仿真；
17、以旋转插值、旋转速度控制、旋转轴控制方式进行平滑算法；以变换操作及补偿实现的方式进行坐标系补偿，最终使得该训练程序能够根据台式计算机控制软件下发的指令，模拟实际视动笼设备的效果。
18、所述训练程序命名为“focus”，受试人员通过手柄启动后等待程序加载完成至出现虚拟圆筒环境。
19、利用视性错觉模拟训练程序，以"模型一"作为运行模式，对受试人员进行测试，每次1名受试人员，为了确保体验的真实性，受试人员被安排坐在电动转椅上进行模拟训练，但在整个试验过程中不启动电动转椅的旋转功能，以避免实际运动带来的干扰；
20、待受试人员完成vr一体机的固定且调节瞳距至画面清晰后，使其打开视性错觉模拟训练程序，主试人员在控制软件中将控制模式设为“独立”；
21、选择“模型一”；将方向设为“顺时针”；并根据视性错觉模拟体验训练相关规定，将速度设为60°/s，时间为5min。
22、在启动视性错觉模拟训练程序的控制软件之前，主试人员向受试人员详细说明体验过程，受试人员被引导专注于自身的旋转感知，一旦感知到vr一体机中的黑白条纹保持静止、自己在向相反方向运动时，应立即向主试人员报告这一体验，出现该体验即表明成功诱发相对运动错觉，另外，当受试人员出现其他非“黑白条纹顺时针旋转”的感觉时也应及时报告。
23、转动过程中受试人员若出现难以忍受眩晕、眼球震颤、出汗、心悸或焦虑等反应时，可大声报告，主试人员应立即按下控制软件的“结束”按钮停止视觉刺激，随后为受试人员取下vr一体机，并提供必要的后续关怀和支持，确保受试人员的安全和舒适。
24、本专利技术的有益效果：
25、本专利技术提出了一种基于vr头显的视性错觉模拟训练系统，该系统对视性错觉的诱发率高，且与传统视性错觉本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于VR头显的视性错觉模拟训练系统，其特征在于，包括台式计算机、终端和无线路由器；
2.根据权利要求1所述的一种基于VR头显的视性错觉模拟训练系统，其特征在于，所述台式计算机与终端之间通过socket通信技术进行独立或同步传输。
3.根据权利要求1所述的一种基于VR头显的视性错觉模拟训练系统，其特征在于，所述视性错觉模拟训练程序软件包括五种不同的激励模型，包括黑白条纹、黑白棋格、红绿棋格、蓝绿棋格图样模型，以及黑色背景中固定不动的红色激光点模型；
4.根据权利要求3所述的一种基于VR头显的视性错觉模拟训练系统，其特征在于，前四种模型均配备了顺时针和逆时针两种旋转模式，旋转速度可调节范围为0-180°/s，且调节精度达到1°/s，此四种模型旨在模拟并诱发相对运动错觉，以增强飞行员对此类错觉的识别和适应能力；
5.根据权利要求1所述的一种基于VR头显的视性错觉模拟训练系统，其特征在于，终端包含两套VR一体机，每个VR一体机均配备骁龙TMXR2处理器，拥有128GB数据存储器和8GB内存，以及双2.88英寸LCD屏幕，提供4896
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种基于VR头显的视性错觉模拟训练系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤；
7.根据权利要求6所述的一种基于VR头显的视性错觉模拟训练系统的使用方法，其特征在于，所述VR一体机内的视性错觉模拟训练程序，程序应用Unity Technologies公司的引擎Unity开发，以三角形成、网格导入Unity、网格处理、材质和贴图、光照和阴影及渲染的方式进行建模仿真；
8.根据权利要求6所述的一种基于VR头显的视性错觉模拟训练系统的使用方法，其特征在于，所述训练程序命名为“focus”，受试人员通过手柄启动后等待程序加载完成至出现虚拟圆筒环境；
9.根据权利要求8所述的一种基于VR头显的视性错觉模拟训练系统的使用方法，其特征在于，在启动视性错觉模拟训练程序的控制软件之前，主试人员向受试人员详细说明体验过程，受试人员被引导专注于自身的旋转感知，一旦感知到VR一体机中的黑白条纹保持静止、自己在向相反方向运动时，应立即向主试人员报告这一体验，出现该体验即表明成功诱发相对运动错觉，另外，当受试人员出现其他非“黑白条纹顺时针旋转”的感觉时也应及时报告；
...【技术特征摘要】
1.一种基于vr头显的视性错觉模拟训练系统，其特征在于，包括台式计算机、终端和无线路由器；
2.根据权利要求1所述的一种基于vr头显的视性错觉模拟训练系统，其特征在于，所述台式计算机与终端之间通过socket通信技术进行独立或同步传输。
3.根据权利要求1所述的一种基于vr头显的视性错觉模拟训练系统，其特征在于，所述视性错觉模拟训练程序软件包括五种不同的激励模型，包括黑白条纹、黑白棋格、红绿棋格、蓝绿棋格图样模型，以及黑色背景中固定不动的红色激光点模型；
4.根据权利要求3所述的一种基于vr头显的视性错觉模拟训练系统，其特征在于，前四种模型均配备了顺时针和逆时针两种旋转模式，旋转速度可调节范围为0-180°/s，且调节精度达到1°/s，此四种模型旨在模拟并诱发相对运动错觉，以增强飞行员对此类错觉的识别和适应能力；
5.根据权利要求1所述的一种基于vr头显的视性错觉模拟训练系统，其特征在于，终端包含两套vr一体机，每个vr一体机均配备骁龙tmxr2处理器，拥有128gb数据存储器和8gb内存，以及双2.88英寸lcd屏幕，提供4896*2448的双眼分辨率和90hz的刷新率，确保了沉浸式的体验和高精度的视觉输出，...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙喜庆，潘益凯，黎舒涵，李程飞，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军军医大学，
类型：发明
国别省市：
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