LPVR-DUO在空中直升机的应用

LPVR-DUO在空中直升机的应用

如果飞行员看到的不是真实世界，而是VR场景，那会怎样？
想象一下，你是一名飞行员，在天空中翱翔，测试直升机能力的极限，同时感受风和湍流的冲击。想象一下，你正在公海上瞄准一艘舰船飞行，但你看到的不是真实的直升机正在接近的安全着陆台，而是一个虚拟现实（VR）场景。加拿大国家研究理事会（NRC）和加拿大国防研究与发展局（DRDC）通过其开创性的综合现实飞行模拟（IRIS）将这种体验变为现实。

IRIS不是普通的模拟器。它不是坐在六角架上，而是在空中飞行。它是一架基于贝尔412的可变稳定直升机，可以像其他飞机一样飞行，并能模拟不同的天气条件。结合VR环境，飞行员就能在最恶劣的条件下安全地进行操作训练。特别适用于舰载直升机操作限制（SHOL）测试。

为确保真实体验，IRIS系统采用了风洞试验精心制作的实时湍流模型。这些湍流效果与飞机运动及VR场景无缝结合，为飞行员提供精确的本体感觉和前庭提示。这是航空测试领域技术与创新的交响乐。

LPVR-DUO系统使VR在这个不断移动的平台上成为可能。这种尖端的AR/VR跟踪系统将头显的惯性测量数据与直升机的运动数据以及安装在机舱内的摄像系统无缝融合，从而为飞行员提供正确的视觉效果。使用ART SmartTrack 3系统可以克服在直升机狭小而光照条件不断变化的环境中使用摄像头跟踪VR头显的难题。VR头显连接在头盔上，飞行员戴上它就像戴上一副夜视镜一样。ART SmartTrack 3系统跟踪附着在飞行员头盔上的反光标记排列。这样，即使在最极端的情况下，飞行员也能看到一个虚拟世界。

光学跟踪系统依靠头盔上的高反射标记目标进行三维跟踪。起初，只安装了五个标记，战略性地放置在最佳跟踪位置。但为了追求完美，NRC制作了定制的三维打印低反射头盔模具，使其能够安装十几个小型无源标记。这显著提高了在各种照明条件下的跟踪可靠性，并允许头部在更大范围内移动。

最近，NRC通过实际飞行试验对这一非凡理念进行了验证。飞行员的反应令人振奋。他们发现该系统只需要极少的调整，系没有表现出明显的滞后，而且没有引起任何晕机现象。甚至连气流效果都感觉非常逼真。令人惊讶的是，典型的VR缺点（如分辨率和视野限制）对其影响微乎其微，尤其是在近距离船上操作期间。可以肯定地说，IRIS为有效和沉浸式航空测试设定了新标准。他们在垂直飞行协会第79届年会上发表了两篇论文[1]和[2]，介绍了他们的成果。

注：图片内容由加拿大安大略省渥太华市加拿大国家研究理事会（NRC）航空航天研究中心提供。

内容由LP同事Tobias Schlüter提供