[實(shí)用新型]一種船舶機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820231717.7
• 申請(qǐng)日: 2008-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201364657Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭晨;史成軍;孫建波;沈智鵬;李暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號(hào): G09B9/06
• 分類號(hào): G09B9/06
• 代理公司: 大連八方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 衛(wèi)茂才

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及船舶自動(dòng)控制及系統(tǒng)仿真技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種船舶機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)。

背景技術(shù)

船舶操縱和輪機(jī)模擬器在訓(xùn)練的經(jīng)濟(jì)性、反復(fù)訓(xùn)練航海、輪機(jī)管理人員的實(shí)際操作技能、提高學(xué)員分析故障的能力以及進(jìn)行某些實(shí)船不允許的特殊訓(xùn)練項(xiàng)目等方面發(fā)揮著重要的作用，具有不可替代的優(yōu)越性。它對(duì)于避免和減少海難事故所產(chǎn)生的社會(huì)效益是難以估量的。航海、輪機(jī)模擬器的訓(xùn)練費(fèi)用僅為實(shí)際訓(xùn)練費(fèi)用的1/8～1/10。它既是對(duì)于高級(jí)航海輪機(jī)人員有效的仿真訓(xùn)練設(shè)施，同時(shí)也是進(jìn)行船舶自動(dòng)控制系統(tǒng)科研工作的重要設(shè)備。研究開(kāi)發(fā)兼教學(xué)訓(xùn)練、科學(xué)研究功能為一體的高性能船舶航海、輪機(jī)系統(tǒng)模擬器并將高新技術(shù)應(yīng)用其中具有重要意義。

由于船舶機(jī)艙設(shè)備繁多及其圖形圖象制作困難，國(guó)內(nèi)外輪機(jī)仿真器在視景方面長(zhǎng)期處于空白狀態(tài)，明顯落后于其它載運(yùn)工具操縱仿真器。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種船舶機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)，使船舶輪機(jī)仿真器具有進(jìn)入機(jī)艙的現(xiàn)場(chǎng)感和良好的可視化及交互性，改進(jìn)船舶輪機(jī)仿真器技術(shù)性能和培訓(xùn)效果。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種船舶機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)，主要由虛擬控制臺(tái)、虛擬機(jī)艙漫游仿真系統(tǒng)、虛擬駕駛室仿真系統(tǒng)、虛擬機(jī)艙集控室仿真系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、仿真程序模塊、物理控制盤臺(tái)和工控機(jī)組成，所述的虛擬控制臺(tái)與船舶實(shí)際物理駕駛臺(tái)或機(jī)艙集控臺(tái)進(jìn)行通訊和控制切換，將控制數(shù)據(jù)寫入所述的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，顯示數(shù)據(jù)從所述的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器讀出；所述的虛擬機(jī)艙漫游仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)船機(jī)艙場(chǎng)景的漫游和連續(xù)立體顯示，其數(shù)據(jù)來(lái)自所述的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；所述的虛擬駕駛室仿真系統(tǒng)完成航行設(shè)備的仿真演示，并完成與物理駕控臺(tái)同樣的對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)和柴油主機(jī)的操作，其仿真數(shù)據(jù)來(lái)自所述的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；所述的虛擬機(jī)艙集控室仿真系統(tǒng)完成包括虛擬機(jī)艙集控室、虛擬集控臺(tái)、虛擬配電板、虛擬儀表板的仿真演示，并完成與物理集控臺(tái)同樣的對(duì)船舶柴油主機(jī)的操作，其仿真數(shù)據(jù)來(lái)自所述的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；所述的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器為所有其它組成模塊提供所需要的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各組成模塊之間的數(shù)據(jù)交換；所述的仿真程序模塊完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)各部分?jǐn)?shù)學(xué)仿真模型在計(jì)算機(jī)上的運(yùn)行和計(jì)算，模擬實(shí)際船舶運(yùn)行時(shí)各個(gè)控制和狀態(tài)參數(shù)的變化，其數(shù)據(jù)送到所述的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，提供給其它組成模塊調(diào)用；所述的物理控制盤臺(tái)包括實(shí)際船舶駕控臺(tái)和機(jī)艙集中控制臺(tái)及其上安裝的儀表、按鈕、車鐘、油門控制器、操舵輪，為用戶在其上提供各種操作，其與真船系統(tǒng)相同；所述的工控機(jī)完成物理駕控臺(tái)、集控臺(tái)上各模擬儀表的模擬量輸出和指示燈的開(kāi)關(guān)量的輸出及各開(kāi)關(guān)、車鐘和操車手柄位置信號(hào)的數(shù)據(jù)采集，將其送到所述的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)設(shè)備的控制，并從所述的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器讀取數(shù)據(jù)送到實(shí)際盤臺(tái)的儀表上顯示。

本實(shí)用新型的有益效果是：該仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了“虛擬機(jī)艙”、“虛擬集控室”、“虛擬駕駛臺(tái)”、“虛擬控制臺(tái)”及“虛擬儀表板”等功能，使得船舶輪機(jī)仿真器首次具有了用戶可操作交互的機(jī)艙視景系統(tǒng)，使船舶輪機(jī)仿真器具有進(jìn)入機(jī)艙的現(xiàn)場(chǎng)感和良好的可視化及交互性，從而明顯提高了船舶機(jī)艙仿真系統(tǒng)的技術(shù)性能和高新技術(shù)含量。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型船舶機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本實(shí)用新型的仿真圖像立體顯示原理示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的仿真圖像立體顯示參數(shù)的調(diào)整示意圖。

圖中：1、左眼視野，2、右眼視野，3、視點(diǎn)，4、視差，5、左眼觀察面，6、右眼觀察面，7、觀察方向，8、2×水平視角，9、不對(duì)稱位，10、對(duì)稱位，H、集中點(diǎn)距離。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)地描述：

如圖1所示，本實(shí)用新型的船舶機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)，主要由虛擬控制臺(tái)、虛擬機(jī)艙漫游仿真系統(tǒng)、虛擬駕駛室仿真系統(tǒng)、虛擬機(jī)艙集控室仿真系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、仿真程序模塊、物理控制盤臺(tái)和工控機(jī)七個(gè)模塊組成，各模塊的功能以及相互之間的作用關(guān)系如下：

(1)、虛擬控制臺(tái)

虛擬控制臺(tái)由虛擬儀表、虛擬按鈕、虛擬車鐘和虛擬油門桿、虛擬操舵儀等組成，其中，虛擬油門桿用于控制主機(jī)轉(zhuǎn)速，虛擬操舵儀用于控制船舶航向。操作者可用鼠標(biāo)操縱虛擬控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)與船舶實(shí)際物理控制臺(tái)相同的對(duì)船舶主機(jī)和航向運(yùn)動(dòng)的控制功能。虛擬控制臺(tái)可請(qǐng)求與船舶實(shí)際物理駕駛臺(tái)或機(jī)艙集控臺(tái)進(jìn)行通訊和控制切換。虛擬控制臺(tái)將控制數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，顯示數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器讀出。

(2)、虛擬機(jī)艙漫游仿真系統(tǒng)