[發明專利]一種基于OGRE引擎的大型船舶柴油主機虛擬現實系統

在審

• 申請號: 201611199286.6
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106599501A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 劉雨
• 申請（專利權）人: 大連海聯自動控制有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司21212
• 代理人: 閻昱辰,李洪福

技術領域

本發明屬于虛擬現實技術領域，特別是一種基于OGRE引擎的大型船舶柴油主機虛擬現實系統。

背景技術

近幾年來，隨著虛擬現實(VR)技術的不斷發展，利用虛擬現實技術和計算機仿真技術，建立一個具有聽覺、視覺和觸覺的多模式虛擬環境，借助于虛擬現實的輸入輸出設備，設計者可在虛擬環境中進行人機交互。

由于實物試驗平臺建設和使用時，不論試驗平臺的利用率高低，會消耗大量的水、電、柴油等資源，并產生一定的設備折舊、維修、維護及環境治理費用。當需要進行某些新方案、新設備驗證時，實物試驗平臺必須購置大量新設備，費用較高、采購周期較長，且新技術的應用存在一定的技術風險，一旦出現問題，很容易造成設備損壞。研發的主柴油機虛擬現實技術系統能夠模擬實際機艙或實驗室中主柴油機系統教學的幾乎所有內容，具有可以無限次安裝、經濟適用的特點。為學生提供了大量的實際操作機會，不僅可以使學員在沒有安裝實際設備的培訓中快速地掌握職業技能，而且使學生在走上航海運輸崗位之后能夠大大地縮短適應期。培訓和學習的效果良好，在虛擬現實技術的培訓過程中學生能夠真正地成為學習的主體，由以前的“被動式學習”轉變為“主動式學習”，而且還具有高度的自由性?？梢怨澥〈罅康馁徺I和維修保養等費用開支；具有良好的安全性，不會造成人員的傷害和設備的損壞。

Ogre是一個成熟、穩定的實時3D引擎。引擎中的類庫建立在底層的系統庫(如:Direct3D和OpenGl)之上，并對其進行了抽象，更方便于開發者編程實現對虛擬系統的開發。在該引擎的基礎上很容易實現船艙漫游系統的搭建及渲染。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出一種基于OGRE的船舶柴油機虛擬現實仿真系統。

本發明采用的技術方案如下一種基于OGRE引擎的大型船舶柴油主機虛擬現實系統，包括：

模型建立單元，該單元采集目標柴油主機參數和相關的實船參數，建立船舶主柴油機的三維仿真模型；

碰撞檢測單元，該單元調取所述的三維仿真模型，該單元接收所述的三維仿真模型作為動態活動對象和靜態的環境對象；通過構建動態活動對象中可能產生運動沖突的模型頂點的射線段結合模型運行距離，計算射線段其它模型層次包圍盒的相交情況，判定當前動態活動對象中的各部件模型以及動態活動對象和環境對象是否產生碰撞；

場景顯示單元，對經所述碰撞檢測單元檢測不存在碰撞沖突的三維仿真模型輸出顯示，完成船舶柴油主機虛擬顯示。

作為優選的實施方式，所述的碰撞檢測單元判定碰撞的方法具體為：

選取動態活動對象中具有相對運動的模型A和模型B，獲取模型A全部的頂點坐標；獲取模型B的AABB層次包圍盒信息和模型B全部三角面片的頂點坐標，三角面片總數記作f，并將f個三角面頂點信息構建成頂點紋理V；

創建所述模型A各個頂點的射線，所述的各射線相互平行，射線方向與模型A移動的方向一致；

假設模型A有n個頂點，第i個頂點坐標記為(x_i，y_i，z_i)，設定閾值l作為碰撞精度，模型A全部頂點的射線方向記作(u_i，v_i，w_i)，其中，求得第i個頂點對應的第i條射線另一端點為(x_i+lu_i，y_i+lv_i，z_i+lw_i)；

在模型A向模型B運動靠近過程中，模型A運行距離d，實時計算模型A各頂點射線與模型B層次包圍盒的是否相交；

如所有的射線均與六個矩形面不相交，說明模型A與模型B未發生碰撞，輸出所述的三維仿真模型。

更進一步的，模型A與模型B的層次包圍盒發生碰撞時，碰撞檢測單元記錄射線新的端點位置分別為：

P₀(x_i+du_i,y_i+dv_i,z_i+dw_i)

P₁(x_i+(1+d)u_i,y_i+(1+d)v_i,z_i+(1+d)w_i)