张炎
- 作品数：18 被引量：36H指数：4
- 供职机构：中国航天员科研训练中心更多>>
- 发文基金：中国航天医学工程预先研究项目国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术航空宇航科学技术医药卫生文化科学更多>>
- 微重力环境下人体质量准确测量设计与验证
- 2025年
- 传统的人体质量测量技术无法适用于微重力环境,而基于惯性原理的在轨人体质量测量技术的难题是解决失重环境带来的随机误差,主要为人体质心偏移产生额外力矩、非刚性的人体导致加速度非线性、体内脏器振动消耗机械能及测量装置本身的随机振动等误差。为解决上述难点,项目团队通过研究适用于失重环境的人体质量测量方法,提出一种基于直线加速度原理的技术方案,设计搭建地面专用气浮台实验和仿真平台,研究质量测量过程中运动轨迹、加速度变化、振动频率幅值等关键数据,仿真计算失重环境下人体质心变化情况和随机振动情况。团队设计了一种可调节定姿支架以适应质心变化、增强人体束缚、减少晃动,以及一套集成四连杆运动导向机构、高精度集成化光电测距、模块化运动恒力测量装置的机电一体主机,保证加速度和恒力数据的准确测量。设计的产品经仿真计算、地面人体适用试验、空间站在轨适用验证,表明该装置人体质量测量精度优于0.5%,离散度优于0.38%;经飞行任务验证评估,在轨人体质量测量的离散度小于0.4%,优于国际空间站同原理的质量测量装置SLAMMD,处于国际前列,实现了人体质量准确测量。
- 张喆刘伟波许志张炎郭建平张煜王院生轩永高玥江泌
- 关键词：微重力环境四连杆
- 空间站出舱活动虚拟现实仿真设计与应用研究
- 2025年
- 针对传统实物/半实物仿真手段很难实现出舱活动全流程、全要素模拟仿真的难题,利用虚拟现实技术能够突破物理环境限制的优势,建立出舱活动虚拟现实仿真系统。根据空间站出舱活动工程应用特点,以提升系统实用性和可用性为目标,融合虚拟图像的视觉沉浸感、现实操作的本体感及虚实空间感知一致性,设计一种满足逼真视觉感知和舱外作业操作要求的三维场景仿真、多模式手柄交互操作范式、连续操作动作的舱外作业仿真和交互操作虚实空间一致性的系统。该系统已成功应用于SZ-12至SZ-1816次出舱活动航天员训练、方案验证、联合演练和飞控支持等。该系统在地面完整复现了出舱全流程人机作业静/动态逼真综合场景,应用于出舱工程实践中,是出舱活动地面模拟仿真的必备重要手段。
- 陈学文晁建刚晁建刚刘伟波黄伟芬刘伟波张炎黄鹏林万洪
- 关键词：航天员出舱活动虚拟现实仿真
- 载人飞行器在轨视景仿真图像抖动研究被引量：4
- 2013年
- 在航天员训练用的飞行程序训练模拟器视景仿真中,为了获得较好的视景图像效果,往往需要使用GPU进行视景仿真计算,然而载人飞行器在轨飞行时,飞行器相对地球惯性坐标系位置数据值大,已超出单精度GPU有效表达范围,导致视景图像抖动。详细分析视景图像抖动产生的原因,给出消除图像抖动的仿真方法,并提出评估图像抖动大小的计算方法。最后,以计算用例对比该计算方法与观察实际仿真图像效果,证实了该计算方法的有效性。该计算用例同时验证了消除图像抖动仿真方法的合理性和有效性。
- 陈学文张炎
- 关键词：视景仿真图像抖动浮点数
- 心房颤动导管消融训练仿真系统研究
- 2013年
- 针对三维标测指导下房颤导管消融手术医生缺乏训练手段的问题,基于目前常用的三维标测CARTO房颤手术系统原理,进行了导管移动和打弯测量、力觉反馈、虚拟心脏仿真、虚拟消融导管及其交互操作过程中碰撞检测与处理方法的研究,提出并实现了房颤导管消融训练仿真系统。房颤手术专家试用后认为,该系统仿真逼真、沉浸感强、交互操作实时准确、信息感知真实,与真实手术操作基本一致,可以用于初级医生的手术训练和高级医生的术前病例熟知及操作演练。
- 陈学文晁建刚张炎董建增黄鹏熊颖杜芳赵建奎周继红
- 关键词：CARTO训练仿真器
- 虚拟空间中虚拟手操作物体的仿真方法及系统
- 本发明提供一种虚拟空间中虚拟手操作物体的仿真方法及系统，该方法包括：根据交互设备的初始位置、姿态信息、实时位置、姿态信息计算交互设备的位置增量和姿态增量；根据位置增量和姿态增量计算交互设备对应的虚拟手中第一虚拟手模型的位...
- 陈学文刘玉庆晁建刚姜国华张炎黄鹏杜芳安明
- 文献传递
- 基于GPU的地球大气散射现象可视化仿真
- 渲染真实的地球环境可以提高视景仿真系统的逼真度，增强航天员训练时的沉浸感。为了提高视景显示的真实感和实时性，研究基于可编程图形硬件GPU仿真地球大气散射现象的方法，探讨了大气散射模型，并基于GPU的可编程性给出了实现方法...
- 杜芳张炎晁建刚王金坤
- 关键词：大气散射可视化仿真航天员训练视景仿真系统
- 文献传递
- 虚拟空间中虚拟手操作物体的仿真方法及系统
- 本发明提供一种虚拟空间中虚拟手操作物体的仿真方法及系统，该方法包括：根据交互设备的初始位置、姿态信息、实时位置、姿态信息计算交互设备的位置增量和姿态增量；根据位置增量和姿态增量计算交互设备对应的虚拟手中第一虚拟手模型的位...
- 陈学文刘玉庆晁建刚姜国华张炎黄鹏杜芳安明
- 文献传递
- 基于GJB 5000A的航天训练模拟器软件研制创新与应用被引量：2
- 2018年
- 针对当前航天训练模拟器软件的研制状况,对实施过程中存在的一些问题进行了分析,结合GJB 5000A—2008《军用软件能力成熟度模型》的思想和内容,重点从软件生存周期、软件开发过程及软件复用三方面提出了一些解决措施,为提升模拟器软件的研制能力、软件过程可视化、软件质量等提供了参考。
- 周宏琼梁立华张炎晁建刚
- 关键词：软件能力成熟度模型GJB软件工程化
- 基于GPU的地球大气散射现象可视化仿真被引量：10
- 2009年
- 渲染真实的地球环境可以提高视景仿真系统的逼真度,增强航天员训练时的沉浸感。为了提高视景显示的真实感和实时性,研究基于可编程图形硬件GPU仿真地球大气散射现象的方法,探讨了大气散射模型,并基于GPU的可编程性给出了实现方法和过程。结果表明该方法提高了实时渲染效率,增强了视景仿真系统的真实感。
- 杜芳张炎晁建刚王金坤
- 关键词：大气散射可视化仿真航天员训练
- 航天员舱外活动虚拟现实训练系统研究被引量：2
- 2022年
- 虚拟现实训练系统为舱外作业提供直观、逼真的视觉场景,是重要的舱外作业训练设备。针对航天员舱外作业训练需求,提出虚拟现实训练系统的总体结构,实现了基于物理的三维场景渲染、安全绳交互操作仿真、多人协同操作仿真等关键技术,构建虚拟现实训练系统并应用于舱外作业训练。对照SZ-12任务两次出舱活动,进行了航天员舱外作业训练感知一致性对比分析和航天员使用问卷调查。结果表明:该系统具有视觉感知一致性、操作感知近似性、听觉感知一致性、运动感知近似性的特点,已应用于SZ-12、SZ-13任务航天员的训练、机械臂联合演练及舱外协同指挥程序演练等。
- 陈学文张炎黄鹏赵阳孔祥杰晁建刚
- 关键词：虚拟现实出舱活动航天员航天员训练
