[发明专利]航天器在轨维修地面虚拟验证系统及方法

权利要求书

1.航天器在轨维修地面虚拟验证系统，其特征在于，包括：

人机交互系统，用于向参试宇航员显示虚拟在轨维修过程，并通过带有力反馈的数据手套完成虚拟在轨操作；

虚拟场景系统，用于模拟航天器在轨维修场景及过程；

外部显示系统，用于显示虚拟在轨维修过程及维修数据；

维修评价系统，用于根据由外部显示系统所展示的虚拟在轨维修过程和维修数据评估在轨维修效果，并根据上述评估结果修改在轨维修方案；

所述人机交互系统包括用于向参试宇航员显示虚拟维修过程的数据头盔和由参试航天员佩戴并向其提供反馈力的数据手套；

所述虚拟场景系统读取所述数据头盔和所述数据手套的数据，获得航天员当前的位置、视角信息和维修动作，并驱动所述虚拟场景系统中的人体模型产生相应动作，所述虚拟场景系统将相应的可视场景通过所述数据头盔输出，并将维修操作产生的人体力学感知通过所述数据手套反馈给参试宇航员。

2.根据权利要求1所述的航天器在轨维修地面虚拟验证系统，其特征在于，所述虚拟场景系统包括在轨环境计算机模型、待维修航天器三维计算机模型和虚拟现实集成系统。

3.根据权利要求1所述的航天器在轨维修地面虚拟验证系统，其特征在于，所述外部显示系统包括用于显示虚拟在轨维修过程的立体投影仪和显示屏。

4.利用所述权利要求1-3中任一项所述的系统实现航天器在轨维修地面虚拟验证的方法，包括：

(a)制定在轨维修方案；

(b)根据在轨维修方案，构建虚拟维修场景和所述虚拟维修场景中的人体模型；

(c)通过人机交互设备向参试宇航员显示维修场景并完成虚拟在轨操作；

(d)通过外部显示系统显示虚拟维修过程；

(e)根据虚拟维修过程，评估航天器在轨维修结果，并修改维修方案；

(f)重复(a)-(e),直至在轨维修方案满足要求。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

在所述步骤(b)中，所述虚拟维修场景包括在轨环境模型、待维修航天器三维模型。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤(c)中，所述人机交互系统包括参试航天员佩戴的数据头盔，用于航天员观察虚拟维修过程，和数据手套，用于向航天员反馈力。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤(d)中，所述外部显示系统包括立体投影仪和显示屏。