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1. 研究目的与意义

本课题来自于江苏省自然科学基金头盔显示器助力与跟踪系统的关键技术研究。头盔显示器助力与跟踪系统是一种为虚拟现实交互设备头盔显示器提供主动控制的装置。该装置的执行机构为一种六自由度的stewart平台，其在工作状态下，可对头盔显示器施加力和位置混合控制，使头盔显示器时刻悬浮于使用者头部之上。将头盔显示器助力与跟踪系统可用于汽车驾驶模拟环境，能减轻驾驶员的运动负荷、增强仿真环境的沉浸感。头盔显示器助力与跟踪系统的服务对象虽然是头盔显示器，但与驾驶员的头部仍然存在力交互。因此，为提高该系统的主动控制效果，需要对驾驶员头部运动特性进行准确的认知和分析。

目前，主要采用头部运动预测的方式来计算头部的运动特性，具体分为硬件和软件两种方式。这两种方式适合对头部运动特性进行宏观分析的情况。而驾驶模拟器是具有明显环境约束的仿真环境，对驾驶员头部运动特性的分析属于在特定环境下的微观分析。因此，原有的方法不适合解决本项目所提出的问题。

本论文拟针对汽车驾驶舱的特殊环境，基于实验室现有的汽车驾驶模拟器，搭建头部运动特性数据采集的试验环境，来获取相应运动数据，提出估计头部运动特性的近似算法，对头部运动特性进行归纳与总结。

2. 国内外研究现状分析

参看文献综述部分

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1、查阅资料，了解头盔显示器助力与跟踪系统的研究情况；

2、学习并掌握头部跟踪器、汽车驾驶模拟器的使用方法；

4. 研究创新点

利用MATLAB软件编程，采集头部运动特性数据，搭建用于头部运动特性数据采集的硬件环境，在特定环境下对驾驶员头部运动特性进行微观分析。