[發(fā)明專利]一種基于VR的船舶磁羅經(jīng)自差校正訓(xùn)練系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010072170.6
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111223353A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李文明;王霞
• 申請（專利權(quán)）人: 福建船政交通職業(yè)學(xué)院
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00
• 代理公司: 福州科揚(yáng)專利事務(wù)所 35001
• 代理人: 林朝熙

本發(fā)明涉及一種基于VR的船舶磁羅經(jīng)自差校正訓(xùn)練系統(tǒng)，包括系統(tǒng)參數(shù)和系數(shù)值設(shè)定模塊、虛擬電羅經(jīng)模塊、場景虛擬增強(qiáng)模塊、虛擬仿真磁羅經(jīng)模塊、自差校正工具箱模塊和人機(jī)交互模塊；所述系統(tǒng)參數(shù)和系數(shù)值設(shè)定模塊用于設(shè)定磁羅經(jīng)自差校正訓(xùn)練所需的系統(tǒng)參數(shù)和系數(shù)值；所述虛擬電羅經(jīng)模塊用于提供和顯示船舶電羅經(jīng)航向；所述場景虛擬增強(qiáng)模塊用于構(gòu)建三維的VR虛擬海上場景及VR船舶虛擬實體；所述虛擬仿真磁羅經(jīng)模塊用于構(gòu)建三維仿真磁羅經(jīng)結(jié)構(gòu)模型、船磁造成的磁羅經(jīng)指向偏差數(shù)學(xué)模型與各種校正器對磁羅經(jīng)進(jìn)行自差校正數(shù)學(xué)模型以及磁羅經(jīng)航向顯示；所述自差校正工具箱模塊包含有用于磁羅經(jīng)各類自差校正的校正工具；所述人機(jī)交互模塊包含用于控制船舶虛擬實體航向的航向控制模塊和用于模擬磁羅經(jīng)自差校正的訓(xùn)練學(xué)員校正行為輸入模塊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明方法涉及虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域，特別是一種基于VR的船舶磁羅經(jīng)自差校正訓(xùn)練系統(tǒng)。

背景技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為計算機(jī)應(yīng)用前沿研究方向，是計算機(jī)技術(shù),傳感技術(shù)，人機(jī)交互技術(shù)，人工智能技術(shù)，等多種技術(shù)的綜合發(fā)展。目前，已經(jīng)在軍事醫(yī)學(xué)教育娛樂，制造業(yè)，工程訓(xùn)練等各個方面得到應(yīng)用，被認(rèn)為是當(dāng)前及將來影響人們生活的重要技術(shù)之一。

目前遠(yuǎn)洋船舶上普遍地安裝了陀螺羅經(jīng),與磁羅經(jīng)相比較,陀螺羅經(jīng)優(yōu)點(diǎn)是指向穩(wěn)定、羅經(jīng)誤差小且誤差固定不變,但陀螺羅經(jīng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜易出故障。而磁羅經(jīng)是依據(jù)磁針在地磁力作用下指向磁北的原理制成的一種指向儀器。磁羅經(jīng)具有結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠和不依賴于外界條件工作的優(yōu)點(diǎn),被作為現(xiàn)代船舶重要的航海儀器之一。因此盡管船上安裝了陀螺羅經(jīng),但仍要安裝磁羅經(jīng),以防陀螺羅經(jīng)一旦發(fā)生故障,便馬上啟用磁羅經(jīng),保證船舶繼續(xù)航行。

現(xiàn)代鋼質(zhì)船舶對磁羅經(jīng)影響所產(chǎn)生的自差較大,最大時航向偏差出現(xiàn)四五十度,甚至出現(xiàn)自差力完全削弱磁羅經(jīng)指北力的現(xiàn)象,使磁羅經(jīng)失去指北導(dǎo)航的意義。因此,國際航海協(xié)會作出規(guī)定在新裝磁羅經(jīng)或磁羅經(jīng)移位后、大中小修船后、磁羅經(jīng)附近建筑物改建后、磁羅經(jīng)發(fā)生劇烈振動后、船體經(jīng)電焊或敲擊出現(xiàn)自差顯著變化的、船固定在一航向停泊一個月以上、船裝運(yùn)大量磁性貨物后、沒有用軟鐵消除軟半圓自差力和感應(yīng)自差力的羅經(jīng)而航行緯度變化10度以上時、羅經(jīng)校正自差后超過一年以上等條件下均需對磁羅經(jīng)進(jìn)行自差校正

傳統(tǒng)的磁羅經(jīng)校正方法往往需耗費(fèi)更多的人力與物力,比如為了安全考慮，通常需把待校正的船駛到是離岸較遠(yuǎn)的規(guī)定的海域、對待校船轉(zhuǎn)圈旋回進(jìn)行全方位的校正，后再把專業(yè)羅經(jīng)校正人員送回岸上等等,校差花費(fèi)的人工費(fèi)用、油費(fèi)與拖輪費(fèi)等總費(fèi)用要數(shù)千甚至數(shù)萬元。

若船上船員能夠掌握校正磁羅經(jīng)自差的能力，就可不依賴專業(yè)羅經(jīng)校正師，當(dāng)船舶在海上航行時自行對船上的磁羅經(jīng)進(jìn)行自差校正，那就可以節(jié)省很大一筆費(fèi)用。而傳統(tǒng)的磁羅經(jīng)自差校正訓(xùn)練，由于教學(xué)培訓(xùn)的地點(diǎn)多在陸地上的實訓(xùn)室進(jìn)行，受到了環(huán)境條件的限制，無法呈現(xiàn)磁羅經(jīng)校正的海上工作場景，因此多是進(jìn)行口頭和書面的教授，很難真正的開展磁羅經(jīng)自差校正技能的培訓(xùn)。因此開發(fā)一種能創(chuàng)設(shè)虛擬的磁羅經(jīng)校正的海上工作場景，能夠用于訓(xùn)練和考核駕駛?cè)藛T校正磁羅經(jīng)自差的能力的磁羅經(jīng)自差模擬訓(xùn)練系統(tǒng)顯得十分必要。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于VR的船舶磁羅經(jīng)自差校正訓(xùn)練系統(tǒng)和方法，解決當(dāng)前學(xué)員無法在實驗室中完成船舶磁羅經(jīng)自差校正訓(xùn)練，以及在實船上訓(xùn)練，不僅費(fèi)用大，而且由于訓(xùn)練次數(shù)有限，訓(xùn)練效果與安全難以得到保證等問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

技術(shù)方案一

一種基于VR的船舶磁羅經(jīng)自差校正訓(xùn)練系統(tǒng)，包括系統(tǒng)參數(shù)和系數(shù)值設(shè)定模塊、虛擬電羅經(jīng)模塊、場景虛擬增強(qiáng)模塊、虛擬仿真磁羅經(jīng)模塊、自差校正工具箱模塊和人機(jī)交互模塊；

所述系統(tǒng)參數(shù)和系數(shù)值設(shè)定模塊用于設(shè)定磁羅經(jīng)自差校正訓(xùn)練所需的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的系統(tǒng)參數(shù)和系數(shù)值；

所述虛擬電羅經(jīng)模塊用于提供和顯示船舶電羅經(jīng)航向；