【摘 要】
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增强现实技术可用于辅助飞行员的特情模拟训练,在飞行员看到的真实世界中的无人机遥操作场景上叠加虚拟的训练信息、操作规范、特情任务等。增强信息根据特情流程以及无人机状态反馈以文字、模型特效、语音等方式准确地显示给飞行员,指导飞行员完成任务,模拟特情发生的场景予以训练。三维注册技术是增强现实的关键技术之一,是将三维虚拟物体无缝地叠加到现实环境中的前提。首先,本文设计了基于先验特征和卡尔曼滤波融合的跟踪注
【基金项目】
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《基于人工智能的 XX 模拟训练系统》
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增强现实技术可用于辅助飞行员的特情模拟训练,在飞行员看到的真实世界中的无人机遥操作场景上叠加虚拟的训练信息、操作规范、特情任务等。增强信息根据特情流程以及无人机状态反馈以文字、模型特效、语音等方式准确地显示给飞行员,指导飞行员完成任务,模拟特情发生的场景予以训练。三维注册技术是增强现实的关键技术之一,是将三维虚拟物体无缝地叠加到现实环境中的前提。首先,本文设计了基于先验特征和卡尔曼滤波融合的跟踪注册方法。基于先验的颜色和形状特征识别预置的人工标志,提高复杂背景下的识别正确率与识别速度。使用solve Pn P方法解算相机位姿变化,得到屏幕区域的定位。在定位的基础上,基于卡尔曼滤波方法融合基于先验特征的视觉定位系统与AR设备自身的SLAM定位系统,提高观测距离较近、空间内三维特征较少的情况下跟踪的鲁棒性。其次,由于显示样式的不同关系到飞行员的认知负荷与操作效率,本文研究增强现实环境中的信息呈现方式。面向飞行员的认知特性,设计了视觉信息为主,必要时以听觉信息进行多通道补偿的提示方案。对于视觉信息,设计文字、动效、模型相结合的表达方式。对于文字信息,考察空间位置、颜色、尺寸等要素,通过实证研究,设计高效的显示样式。设计基于屏幕亮度估计的光照一致性方法,获取环境光照,并以附加光源形式模拟屏幕亮度变化,达到更好的虚实融合效果,减轻亮度差异造成的视觉疲劳。最后,本文基于多源数据进行交互效能评估,利用凝视点动态信息、操作的反馈信息等设计特征,预先使用随机森林方法对样本进行训练,得到交互效能的分类器,应用于提示系统,优化增强现实信息表达机制。创建了融合文字颜色、尺寸、空间、动效、模型与特效、语音辅助的感知强度模型,设计显示样式组合方案。根据特情紧急程度、信息固有价值,以及交互效能的实时计算,自适应地得到提示信息的感知强度需求,进而确定显示样式。
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