基于力觉交互的坦克射手射击技能训练方法研究

admin · 发表于 2022-7-25 21:34:39

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雅宝题库解析：
在现代战争中，坦克射手射击敌方目标需要手眼协调进行操作。本文以坦克射手射击技能训练方法为研究对象，从力觉和视觉双通道对学员进行训练。提出了离线专家示教、目标跟踪、轨迹约束和网络专家示教的训练方法，使学员在专家的导引下认知专家的操作要领，并在力觉的纠正下按照正确的操作动作进行训练。通过对学员操作的导引和纠正过程，帮助学员快速完成对操作过程的记忆固化。通过实验验证了力觉交互系统的稳定性，导引力的纠正效果满足射击技能训练的要求，学员经过训练后操作精度和速度均得到了提高。首先介绍了调炮平台力觉交互设备的机械设计及其机械性能参数，建立了交互设备的运动学和动力学模型，搭建了交互设备的阻抗控制系统。介绍了战场视景的仿真技术，给学员的训练提供了逼真的虚拟环境。其次研究了单平台的技能训练方法。在离线专家示教方法中，采用记录-播放的思想实现“手把手”的教学模式。首先让专家操作交互设备并记录专家的运动位置信息，然后让交互设备按照录制的信息再现专家的运动，学员被动的感知专家的专业操作技能，掌握调炮操作的动作要领。在目标跟踪模式中，学员操作交互设备去瞄准移动的目标，交互设备导引学员按照目标的移动轨迹和速度进行瞄准操作。在轨迹约束模式中，增加了学员的主动性，使学员在目标轨迹的方向上可以自由运动，只在轨迹的法向方向提供约束，在学员掌握操作要领的基础上进一步放宽力觉的辅助作用。然后研究了双平台的网络示教训练方法。介绍了面向无连接的用户数据报协议和数据的封装，解决了局域网通信中的实时性及通信中断等题目。专家和学员在两地同时操作各自的交互设备，采用双方互换位置信息的方法实现了专家和学员实时的力觉交互。学员端能够实时感知专家的操作并跟随专家的运动进行操作，专家端可以实时感知到学员端的操作并及时的规范和纠正学员的错误操作。最后通过实验证明交互过程中不存在脉冲力矩及振动力矩，验证了力觉交互系统的稳定性。以训练过程中的瞄准偏差的最大值和平均值验证了导引力的纠正效果满足远程射击训练的要求。通过对实验者进行描绘信封靶的训练，证明经过训练之后学员的操作成绩明显提高，且随着训练时间的增加，学员的操作精度和速度均逐渐提高。最后通过实验研究了力觉反馈对网络协同操作效果的影响，实验结果证明力觉反馈有利于提高网络协同操作的正确率和速度。

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