[發明專利]一種大型復雜裝備聯機協同虛擬訓練方法

在審

• 申請號: 202011260454.4
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112348724A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 王濤;崔智高;曹繼平;姜柯;蘇延召;李慶輝;韓德帥;蔡艷平
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍火箭軍工程大學
• 主分類號: G06Q50/20
• 分類號: G06Q50/20;G06T17/00;G06T19/00;G06F3/01;G06F3/14
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 馬鳳云

本發明公開了一種大型復雜裝備聯機協同虛擬訓練方法，包括步驟：一、建立大型復雜裝備聯機協同虛擬訓練系統；二、大型復雜裝備及其零部件的三維結構模型的建模；三、建立大型復雜裝備虛擬拆裝的層次結構和約束關系；四、確定大型復雜裝備虛擬拆裝過程的規劃序列；五、向各分控計算機分發大型復雜裝備及其零部件的三維結構模型和大型復雜裝備虛擬拆裝過程的規劃序列；六、大型復雜裝備聯機協同虛擬訓練初始化；七、確定的各分機訓練單元進行聯機協同虛擬訓練。本發明利用主控計算機確定大型復雜裝備虛擬拆裝的層次結構、約束關系和過程規劃序列，并分發至分控計算機，集中指揮各個操作號手，滿足不同規模的大型復雜裝備聯機協同訓練的技術需求。

技術領域

本發明屬于聯機協同虛擬訓練技術領域，具體涉及一種大型復雜裝備聯機協同虛擬訓練方法。

背景技術

近年來，隨著計算機技術地不斷發展，虛擬現實技術已經在諸多領域得到了廣泛應用。特別是在軍事訓練領域，虛擬現實系統可使操作號手在實際操作裝備前，在虛擬環境中進行操作訓練，從而使其能夠熟練掌握裝備和操作技術，可使維修人員在虛擬維修環境中開展維修技能訓練，從而有效提高維修效率和維修培訓水平。

目前，軍事大型復雜裝備虛擬訓練系統通常都是單機版的，而其實際拆裝維修及操作訓練往往需要數名操作號手協同配合完成，現有大型復雜裝備虛擬訓練系統難以滿足多名號手協同配合的實際訓練需要。因此，如何基于軍事內部安全網絡進行大型復雜裝備聯機協同訓練是一個亟待解決的難題。目前，HLA技術是進行聯機分布式仿真的技術方案，并已在大型分布式軍事仿真中有著良好的表現，但由于其開發技術、軟件平臺使用權限限制等實際問題，利用HLA技術進行大型復雜裝備聯機協同仿真，存在技術成本過高、開發周期較長、安裝調試困難等難題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種大型復雜裝備聯機協同虛擬訓練方法，利用主控計算機確定大型復雜裝備虛擬拆裝的層次結構、約束關系和過程規劃序列，并分發至分控計算機，主控計算機集中控制指揮各個操作號手，可擴展性強，技術成本低、開發周期短、易于安裝調試，系統交互的實時性強，效率高，滿足不同規模的大型復雜裝備聯機協同訓練的技術需求，便于推廣使用。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種大型復雜裝備聯機協同虛擬訓練方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、建立大型復雜裝備聯機協同虛擬訓練系統：組建大型復雜裝備聯機協同虛擬訓練系統，所述大型復雜裝備聯機協同虛擬訓練系統包括多個分機訓練單元和用于協調多個分機訓練單元進行工作的主控計算機，所述主控計算機上連接有第一語音交互模塊和主顯示屏；

所述分機訓練單元包括分控計算機以及均與分控計算機連接用于在虛擬訓練場景中進行操作的虛擬現實外設、用于采集操作號手的操作動作的攝像采集模塊和用于與第一語音交互模塊配合的第二語音交互模塊；

步驟二、大型復雜裝備及其零部件的三維結構模型的建模：利用主控計算機對大型復雜裝備及其零部件的三維結構模型進行建模；

步驟三、建立大型復雜裝備虛擬拆裝的層次結構和約束關系：利用主控計算機建立大型復雜裝備虛擬拆裝的層次結構和約束關系；

步驟四、確定大型復雜裝備虛擬拆裝過程的規劃序列，過程如下：

步驟401、主控計算機根據大型復雜裝備虛擬拆裝的層次結構和約束關系構建大型復雜裝備中第i層層次結構的鄰接矩陣其中，i為層次結構的層次編號且i＝1,2,...,I，I為大型復雜裝備虛擬拆裝的結構層數；j為層次結構中零部件間通路的長度且j＝1,2,...,J，J為層次結構中零部件間通路的最大長度；

步驟402、根據公式計算大型復雜裝備第i層層次結構的可達矩陣P_i；