[發明專利]一種載人潛水器模擬系統

在審

• 申請號: 201710631498.5
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107301802A
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 高翔;丁忠軍;楊磊;徐偉哲;趙洋;神何龍;劉保華
• 申請（專利權）人: 國家深海基地管理中心;中國船舶科學研究中心（中國船舶重工集團公司第七0二研究所）;中國科學院沈陽自動化研究所;大連海事大學
• 主分類號: G09B9/06
• 分類號: G09B9/06
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司37241
• 代理人: 萬桂斌

技術領域

本發明涉及一種模擬系統，尤其涉及一種載人潛水器的模擬系統。

背景技術

載人潛水器是指由搭載人員駕駛操作，具有生命支持配套和輔助系統，具備水下作業能力的可移動潛水裝置。載人潛水器不僅可用于水下試驗，還可用于水下地質地貌和資源勘探、水下科學考察、水下工程施工、水下救援等工作用途，目前已在我國深海地質、生物等領域的科學考察和海底資源勘探中發揮了重要作用。載人潛水器作為一種安全、高效的水下運載平臺，能夠搭載潛航員、工程技術人員或科學家開展水下作業活動。

載人潛水器所搭載的下潛人員以及載人潛水器水面指揮人員均需要經過系統的培訓，潛航員的訓練首先是在常規條件下掌握載人潛器的操縱和作業技巧，實艇的海上訓練非常重要且必不可少；然而海上實艇訓練需要大型船舶和其它配套設備，并且海上操縱訓練需要選擇合適海區，訓練周期長，深潛實艇訓練一次動輒花費數十萬近百萬元；同時，載人深潛需要大量頻繁的操縱訓練，依靠實艇訓練人力物力是無法估量的，無法實現長期低成本高效率培訓。

目前尚未有針對載人潛水器研發的駕駛操縱模擬器或模擬系統，因而需要提出一種方案為提高潛航員及相關人員的載人潛水器實艇操作技術技能提供重要平臺。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的缺陷，提出一種載人潛水器模擬系統，用于模擬載人潛水器，將艙內環境、運行數據和海底視景相結合，為載人潛水器潛航員陸上模擬培訓提供所需的技術裝備。

本發明是采用以下的技術方案實現的，一種載人潛水器模擬系統，包括通過以太網交換機互聯的載人潛水器仿真本體、視景仿真系統以及數據仿真平臺；所述載人潛水器仿真本體用以模擬蛟龍號載人潛水器的真實結構，包括仿真外殼、載人艙及艙內控制系統；所述視景仿真系統以蛟龍號載人潛水器下潛所拍攝的海底真實影像為基礎，通過計算機建模構建海底仿真視景環境，并通過艙內控制系統的運動指令實現海底視景的移動與變換；所述數據仿真平臺用以產生蛟龍號載人潛水器上傳感器所獲取的傳感檢測數據，為載人潛水器仿真本體艙內控制系統提供一個仿真的數字環境。

進一步的，所述載人潛水器仿真本體還包括分別與艙內控制系統相連的作業系統、觀通模擬系統、水聲通信模擬系統和生命支持模擬系統，且在載人艙前部設置有觀察窗；所述作業系統包括采樣籃、機械手、模擬推進器、模擬拋載機構以及液壓源；所述觀通模擬系統包括攝像照明設備和艙內視頻監控系統；所述水聲通信模擬系統包括艙內水聲通信計算機、模擬水聲電話、話筒及音箱；所述生命支持模擬系統包括艙內供氧系統模型、備用供氧系統模型、二氧化碳濾除罐模型、艙內環境監測面板模型、生命支持顯控面板模型以及應急呼吸面罩模型。

進一步的，所述艙內控制系統包括航行控制模擬模塊和綜合顯控模擬模塊，且所述航行控制模擬模塊、綜合顯控模擬模塊通過以太網與水聲通信模擬系統、視景仿真系統和數字仿真平臺相連。

進一步的，所述視景仿真系統包括設置在觀察窗前方的環形投影柱幕、高性能計算機工作站及圖形加速卡、投影機組以及用以實時顯示設定訓練區域視景的電子海圖模塊；所述電子海圖模塊生成并顯示模擬載人潛水器相對于母船的位置、潛水器在大地坐標系中的位置、潛水器的姿態（包括航向、深度、縱傾、高度、速度、避碰等）、潛水器相對于作業目標的位置，并根據定位數據產生模擬溫度、鹽度、深度、高度、對底速度數據發送給艙內控制系統；高性能計算機工作站根據電子海圖模塊調用視景信息，所述視景信息包含根據蛟龍號載人潛水器拍攝的海底錄像制作的數字化海底仿真視景資料，視景信息經過圖形加速卡運算后由投影機組投影到環形投影柱幕進行顯示。

進一步的，所述環形投影柱幕采用半徑大于5m的120度無縫拼接柱幕，可覆蓋載人艙觀察窗最大視野。