[發明專利]多通道環形柱幕絞吸式挖泥船疏浚模擬器

無效

• 申請號: 200910244805.X
• 申請日: 2009-12-15
• 公開（公告）號: CN101739858A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 周泉生;倪福生;劉瑞祥;趙立娟;袁利鋒;顧磊;蔣爽;李進軍;錢麗娜;徐立群;高偉;何坤金;馬亞生;丁樹友;張德新;李洪彬;李凌;奚文娜;高景龍;張安鴻;劉姣
• 申請（專利權）人: 中交天津航道局有限公司;河海大學常州校區
• 主分類號: G09B9/06
• 分類號: G09B9/06
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 馮舜英

技術領域

本發明屬于疏浚工程技術領域，特別是涉及一種多通道環形柱幕絞吸式挖泥船疏浚模擬器。

背景技術

目前，疏浚模擬器大多采用單個投影儀或背投顯示器作為視景顯示單元，由于尺寸和位置的限制，此種視景顯示方式逼真度不高，現場感不強，僅僅起到顯示虛擬施工場景和施工船舶的作用。少部分疏浚模擬器開始采用多個背投組成大屏幕視景顯示系統，一定程度上增強了場景的顯示逼真程度，但由于背投顯示方式很難做到柱幕環繞投影，并且背投顯示器之間拼縫較大，無法給學員提供足夠的現場沉浸感和施工的真實感。

目前的疏浚模擬器通常只能針對一條船舶進行模擬，不能夠進行多種船型的模擬培訓，模擬器功能多停留在操作邏輯關系培訓的層面上，不能根據培訓需要，設置不同的環境和工況去提供給學員進行培訓。此外，目前的模擬器通常還沒有施工工藝優化和模擬施工的功能。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種多通道環形柱幕絞吸式挖泥船疏浚模擬器。

本發明的目的是提供一種施工過程完整模擬，等同真實感受和體驗，進行仿真優化，具有訓練模擬可重復、安全、經濟、高效率等特點的多通道環形柱幕絞吸式挖泥船疏浚模擬器。

本發明多通道柱形環幕投影系統包括多通道環幕投影系統和圖像處理系統，其多通道環幕投影系統為四通道，160度的柱面投影系統，由4臺高亮度專業工程投影儀和環幕組成。圖像處理系統由四臺配置高性能圖形加速卡的圖形繪制計算機和一臺圖像控制計算機組成。對疏浚船舶按其實際尺寸建立了真實感強烈的三維立體模型，并與周圍環境如水域、天空等融為一體。四臺圖形繪制計算機將三維視景模型切割為四個畫面分別進行繪制，通過圖像控制端計算機對投射在環幕上的四個分畫面進行幾何校正、邊緣融合，最后產生大視場角的視景，具有強烈的沉浸感。

用一臺高性能服務器作為數據采集存儲系統，其主要作用為采集駕駛臺操作的系統數據，提供監控計算機，圖像控制計算機和駕駛臺的數據支持和信息輸出。該服務器同時作為教練員工作站，由經驗豐富的指導員操控，設置多種仿真施工船舶和施工場景，提供給學員多種環境和工況下的培訓。

建立船舶設備機具如絞刀、水下泵(機)、1#泥泵(機)、2#泥泵(機)、橫移絞車、橋架絞車、起錨絞車、臺車、鋼樁、夾具、錨等的工作性能模型庫，由數據服務器對駕駛員的施工操作進行仿真計算，并將模擬結果進行輸出，顯示和記錄。由于操作施工工藝和施工指導理念的不同，不同的人利用模擬器在同一模擬工況下操作，便會得到不同的施工結果，從而達到優化施工工藝的目的。

對于給定的真實疏浚工程，建立其環境、土質和地形等參數的數據庫，并選擇不同的船舶，采取不同的工藝方案進行施工模擬。通過對施工數據的分析和施工結果的匯總，可以進行施工產量，成本和工期的估算，也可以對不同船舶的施工效率進行比較，從而輔助模擬器使用者在工程投標前合理配備施工船舶，設計工程施工方案，估算工程費用和施工周期，為工程競標提供有力的技術依據。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：

多通道環形柱幕絞吸式挖泥船疏浚模擬器，其特點是：模擬器包括模擬操作臺、數據服務器和視景系統；模擬操作臺為絞吸式挖泥船物理仿真平臺；數據服務器采集存儲處理挖泥船、施工工況和施工環境的仿真計算模擬數據和物理仿真平臺動作信號數據；視景系統由多通道環幕投影系統和圖像處理系統組成；圖像處理系統從服務器中接收畫面動作的信號數據，并處理成相應的畫面和動作；多通道環幕投影系統為工程投影儀和環幕組成的3-8通道、100-200度的柱面投影系統，多通道環幕投影系統連接圖像處理系統，將圖像處理系統分割好的畫面分別通過工程投影機精確投影到柱面投影幕上，產生視場連續、無縫、亮度與顏色一致的圖像。

本發明還可以采用如下技術方案：

所述的多通道環形柱幕絞吸式挖泥船疏浚模擬器，其特點是：多通道環幕投影系統為4-6通道、120-180度的柱面投影系統，由4-6臺工程投影儀和環幕組成，用于將圖像處理系統分割好的畫面投影到柱面投影幕上。

所述的多通道環形柱幕絞吸式挖泥船疏浚模擬器，其特點是：圖像處理系統由4-6臺圖形繪制計算機和1臺圖像控制計算機組成，從數據服務器接收畫面動作的信號，由圖形繪制端計算機繪制相應的畫面和動作；圖像控制端計算機對投射在環幕上的分畫面進行幾何校正、邊緣融合。