一种多模态人机混合交互的飞行器座舱
阅读说明：本技术 一种多模态人机混合交互的飞行器座舱 (Multi-mode man-machine hybrid interaction aircraft cabin ) 是由 李嘉琪 吴晓莉 陈强 李家辉 李泽珩 李孟牛 江忆 王智亮 于 2021-07-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种多模态人机混合交互的飞行器座舱,包括风挡、主显示屏、发射按钮、战场态势信息次显示屏、手势识别摄像头、舱盖龙骨、头盔、可调节座椅、可移动计算机、机载设备隔舱、座舱梭体、摄像机、整体逃生拉杆、头盔、航电设备配置器、涡轮喷气发动机、座舱总线；本发明的座舱梭体和头盔的脑机、眼动、语音三个通道混合交互,头盔通过上述传感器采集人体的脑电信号、眼动信号、语音指令,将数据传输给座舱梭体的可移动计算机,可移动计算机对数据进行降噪后识别飞行员的意图从而实现控制任务,通过多通道混合交互提升了作战效率,提高飞行员任务执行中的控制能力和交互效率。(The invention discloses a multi-mode man-machine hybrid interaction aircraft cabin, which comprises a windshield, a main display screen, a transmitting button, a battlefield situation information secondary display screen, a gesture recognition camera, a cabin cover keel, a helmet, an adjustable seat, a movable computer, an airborne equipment compartment, a cabin shuttle body, a camera, an integral escape pull rod, a helmet, an avionics equipment configurator, a turbojet engine and a cabin bus, wherein the cabin is provided with a main display screen and a transmitting button; according to the invention, three channels of brain, eye movement and voice of the cockpit shuttle body and the helmet are mixed and interacted, the helmet collects electroencephalogram signals, eye movement signals and voice instructions of a human body through the sensors, data are transmitted to the movable computer of the cockpit shuttle body, the movable computer performs noise reduction on the data and then identifies the intention of a pilot so as to realize a control task, the combat efficiency is improved through multi-channel mixed interaction, and the control capability and interaction efficiency in task execution of the pilot are improved.)
技术领域
本发明涉及一种飞行器座舱，特别涉及一种可多模态人机混合交互的飞行器座舱。
背景技术
人机融合作为座舱智能化发展的主要方向，其核心是利用脑机、眼动、手势等新型交互技术构建多模态的人机交互范式，实现一体化协同的信息流通机制。在理论探究上，新一代人工智能将人的作用引入到系统中，人、机和环境三元深度融合，使人的智慧与机器的智能相互启发性地增长，以达到智能贯穿战场态势的知识弥散与聚合—全域全维度的时空因果价值评估—规则和智能网络复合优化—人机协同与互信，最终形成新型观察—判断—决策—行动(OODA) 循环的目的。而在现实服役的飞行器中，目前飞行器的控制系统仍然处在“以机器为中心”的阶段，部分试验机正在将重心向“以人为中心”的交互模式转变。相比于依靠单一交互方式，多模态混合交互能够明显提高对人机交互意图识别的准确性。为适应数字化的战场环境，整合视、听、触、脑等多模态人机混合交互这样“以人为中心”的交互操纵方式，必将在下一代飞行器座舱中发挥巨大价值。因此，针对人机融合智能操纵技术，从手势、语音、眼控、脑控多种交互通道，提出飞行器座舱的设计模型。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种多模态人机混合交互的飞行器座舱。
本发明实现上述目的的解决方案为：
一种可多模态人机混合交互的飞行器座舱，包括风挡、主显示屏、发射按钮、战场态势信息次显示屏、手势识别摄像头、舱盖龙骨、头盔、可调节座椅、可移动计算机、机载设备隔舱、座舱梭体、方向控制器、整体逃生拉杆、航电设备配置器、座舱总线；
所述风挡与主显示屏的背部连接，所述发射按钮的一端与战场态势信息次显示屏连接，所述战场态势信息次显示屏的U型端与可调节座椅的一端通过座椅扶手龙骨连接，所述可调节座椅的另一端与可移动计算机连接，所述机载设备隔舱设置在可调节座椅下端与座舱梭体之间；所述手势识别摄像头固定在舱盖龙骨的一端，所述头盔设置在舱盖龙骨中间，所述可调节座椅与座舱梭体之间通过航电设备配置器连接，所述整体逃生拉杆和座舱梭体底端通过可调节座椅连接，所述航电设备配置器固定在座舱梭体上并与座舱总线连接，所述方向控制器与风挡连接；
所述头盔中设有头盔显示器、眼动信号接收传感器、脑机接口和呼吸装置。
进一步地，眼动信号接收传感器中设置有红外线摄像头和红外线LED灯，脑机接口中设置有多组脑电波传感器，呼吸装置中设置有压力、流量、温度和声音传感器。
进一步地，头盔通过眼动信号接收传感器、脑电波传感器和压力、流量、温度和声音传感器采集人体的脑电信号、眼动信号、语音指令，将脑电信号、眼动信号、语音指令数据传输给座舱梭体的可移动计算机，可移动计算机对数据进行降噪后识别飞行员的意图从而实现控制任务。
进一步地，所述发射按钮、战场态势信息次显示屏和可移动计算机采用嵌套装配的连接方式分别通过座椅扶手龙骨与可调节座椅连接，所述舱盖龙骨的顶端设有可伸缩的手势识别摄像头，所述航电设备配置器的尾端与座舱梭体的尾端设有用于整体弹射逃生的动力装置(如涡轮喷气发动机或电机)。
进一步地，所述主显示屏和可调节座椅能够调节距离和角度。
进一步地，所述风挡、可调节座椅和整体逃生拉杆与座舱梭体之间均采用螺纹连接，且风挡、可调节座椅和整体逃生拉杆直管端的顶端设有外螺纹，所述座舱梭体设有内螺纹。
进一步地，所述手势识别摄像头用于识别手部动作，方向控制器内嵌入微型传感器(例如压力传感器)，用于多通道感知交互。
进一步地，还包括舱盖，所述舱盖为一体化防鸟撞隐身设计。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明头盔中分别设有头盔显示器、眼动信号接收传感器、脑机接口和呼吸装置，眼动信号接收传感器中设置有红外线摄像头和红外线LED灯，脑机接口中设置有多组脑电波传感器，呼吸装置中设置有压力、流量、温度和声音传感器，所述座舱梭体和头盔的脑机、眼动、语音三个通道混合交互，头盔通过上述传感器采集人体的脑电信号、眼动信号、语音指令，将数据传输给座舱梭体的可移动计算机，可移动计算机对数据进行降噪后识别飞行员的意图从而实现控制任务，通过多通道混合交互提升了作战效率，提高飞行员任务执行中的控制能力和交互效率。
附图说明
图1为本发明可多模态人机混合交互的飞行器座舱立体结构示意图。
图2为本发明可多模态人机混合交互的飞行器座舱主视图。
图3为本发明头盔结构示意图。
图4为本发明舱盖结构示意图。
图5为本发明可多模态人机混合交互的飞行器座舱爆炸图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
如图1-5所示，一种可多模态人机混合交互的飞行器座舱，包括风挡1、主显示屏2、发射按钮3、战场态势信息次显示屏4、手势识别摄像头5、舱盖龙骨6、头盔7、可调节座椅8、可移动计算机9、机载设备隔舱10、座舱梭体11、方向控制器12、整体逃生拉杆13、航电设备配置器17、座舱总线19；
所述风挡1与主显示屏2的背部连接，所述发射按钮3的一端与战场态势信息次显示屏4连接，所述战场态势信息次显示屏4的U型端与可调节座椅8 通过座椅扶手龙骨连接，所述可调节座椅8的另一端与可移动计算机9连接，所述机载设备隔舱10设置在可调节座椅8下端与座舱梭体11之间；所述手势识别摄像头5固定在舱盖龙骨6的一端连接，所述头盔7设置在舱盖龙骨6中间，所述可调节座椅8与座舱梭体11之间通过航电设备配置器17连接，所述整体逃生拉杆13和座舱梭体11底端通过可调节座椅8连接，所述航电设备配置器17通过座舱总线19固定在座舱梭体11上，所述方向控制器12与风挡1 连接，所述涡轮喷气发动机18设置在座舱梭体11内部；
所述头盔7中设有头盔显示器14、眼动信号接收传感器15、脑机接口16 和呼吸装置20，眼动信号接收传感器15中设置有红外线摄像头和红外线LED灯，脑机接口16中设置有多组脑电波传感器，呼吸装置20中设置有压力、流量、温度和声音传感器。
优选地，所述座舱梭体11和头盔7的脑机、眼动、语音三个通道混合交互，头盔7通过上述传感器采集人体的脑电信号、眼动信号、语音指令，将数据传输给座舱梭体11的可移动计算机9，可移动计算机9对数据进行降噪后识别飞行员的意图从而实现控制任务。
优选地，所述发射按钮3、战场态势信息次显示屏4和可移动计算机9采用嵌套装配的连接方式分别通过座椅扶手龙骨与可调节座椅8连接，所述舱盖龙骨6的顶端设有可伸缩的手势识别摄像头5，所述航电设备配置器17的尾端与座舱梭体11的尾端设有用于整体弹射逃生的动力装置18(如涡轮喷气发动机或电机)。
优选地，所述主显示屏2和可调节座椅8能够调节距离和角度。
优选地，所述风挡1、可调节座椅8和整体逃生拉杆13与座舱梭体11之间均采用螺纹连接，且风挡1、可调节座椅8和整体逃生拉杆13直管端的顶端设有外螺纹，所述座舱梭体11设有内螺纹。
优选地，所述手势识别摄像头5用于识别手部动作，方向控制器12内嵌入微型传感器(例如压力传感器)，用于多通道感知交互。
优选地，所述舱盖为一体化防鸟撞隐身设计。
本发明的具体拆装和工作过程如下：
将座舱脱离飞行器成为独立单元体时：
如图1所示，所述风挡1、可调节座椅8和整体逃生拉杆13与座舱梭体11之间均采用内外螺纹啮合连接；所述发射按钮3、战场态势信息次显示屏4和可移动计算机9的背部端与可调节座椅8通过座椅扶手龙骨连接，旋转滑动龙骨中的骨节至端底可使发射按钮3、战场态势信息次显示屏4和可移动计算机9与可调节座椅8完全分离；座舱其他部分(头盔、座椅、显示器、舱盖)同样也利用滑块分离的方式，保持独立性，便于重新装配。
如图2所示，将头盔显示器14与呼吸装置20两侧的转动滑块沿着槽口向上滑动，从而使飞行员的头部脱离出来，所述眼动信号接收传感器15、麦克风21与耳麦22左右结构相同；
如图3所示，整个座舱结构为一体化水滴造型，座舱舱盖23与座舱梭体11之间的连接采用的是铆钉和螺栓连接；
如图4所示，拉下整体逃生拉杆13，将涡轮喷气发动机18打开，座舱整体飞翔滑逸逃出，通过主显示屏2、战场态势信息次显示屏4、可移动计算机9、头盔显示器14对弹射逃出的座舱起命令控制作用。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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