專利名稱：船舶機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船舶自動(dòng)控制及系統(tǒng)仿真技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及 』種船舶機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿 處系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
船舶操縱和輪機(jī)模擬器在訓(xùn)練的經(jīng)濟(jì)性、反復(fù)訓(xùn)練航海、輪機(jī)管理人員的實(shí)際操作
技能、提高學(xué)員分析故障的能力以及進(jìn)行I些實(shí)船不允許的特殊訓(xùn)練項(xiàng)H等方面發(fā)揮著 重耍的作用，具有不可替代的優(yōu)越性。它對于避免和減少海難事故所產(chǎn)生的社會(huì)效益是 難以估量的。航海、輪機(jī)模擬器的訓(xùn)練費(fèi)用僅為實(shí)際訓(xùn)練費(fèi)用的1/8M/10。它既是對于
高級航海輪機(jī)人員有效的仿真訓(xùn)練設(shè)施，同時(shí)也是進(jìn)行船舶自動(dòng)控制系統(tǒng)科研工作的重 耍設(shè)備。研究丌發(fā)兼教學(xué)訓(xùn)練、科學(xué)研究功能為一體的高性能船舶航海、輪機(jī)系統(tǒng)模擬 器并將高新技術(shù)應(yīng)用其中具有重要意義。
由于船舶機(jī)艙設(shè)備繁多及其圖形圖象制作困難，國內(nèi)外輪機(jī)仿真器在視景方面長期 處于空白狀態(tài)，明顯落后于其它載運(yùn)工具操縱仿真器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種船舶機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)，使船舶輪機(jī)仿真器具有進(jìn)入機(jī)艙 的現(xiàn)場感和良好的可視化及交互性，改進(jìn)船舶輪機(jī)仿真器技術(shù)性能和培訓(xùn)效果。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
船舶機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)，主要由虛擬控制臺(tái)、虛擬機(jī)艙漫游仿莨系統(tǒng)、虛擬駕駛室 仿真系統(tǒng)、虛擬機(jī)艙集控室仿真系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、仿真程序模塊、物理控制盤合和工控 機(jī)組成，所述的虛擬控制臺(tái)與船舶實(shí)際物理駕駛臺(tái)或機(jī)艙集控臺(tái)進(jìn)行通訊和控制切換，將控 制數(shù)據(jù)寫入所述的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，顯示數(shù)據(jù)從所述的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器讀出 ，所述的虛擬機(jī)艙漫 游仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)船機(jī)艙場景的漫游和連續(xù)立體顯示，其數(shù)據(jù)來自所述的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；所 述的虛擬駕駛室仿真系統(tǒng)完成航行設(shè)備的仿真演示，并完成與物理駕控臺(tái)問樣的對船舶運(yùn)動(dòng) 和柴油主機(jī)的操作，其仿真數(shù)據(jù)來自所述的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；所述的虛擬機(jī)艙集控室仿真系統(tǒng) 完成包括虛擬機(jī)艙集控室、虛擬集控臺(tái)、虛擬配電板、虛擬儀表板的仿真演示，并完成與物 理集控臺(tái)同樣的對船舶柴油主機(jī)的操作，其仿真數(shù)據(jù)來fi所述的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；所述的數(shù)據(jù) 庫服務(wù)器為所有其它組成模塊提供所需要的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各組成模塊之間的數(shù)據(jù)交換；所述的 仿真程序模塊完成對整個(gè)系統(tǒng)各部分?jǐn)?shù)學(xué)仿真模型在計(jì)算機(jī)上的運(yùn)行和計(jì)算，模擬實(shí)際船舶 運(yùn)行時(shí)各個(gè)控制和狀態(tài)參數(shù)的變化，其數(shù)據(jù)送到所述的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器屮，提供給艽它組成模塊調(diào)用；所述的物理控制盤臺(tái)包括實(shí)際船舶駕控臺(tái)和機(jī)艙集中控制臺(tái)及其上安裝的儀表、按 鈕、午:鐘、油門控制器、操舵輪，為用戶在其卜.提供各種操作，其與真船系統(tǒng)相同；所述的 工控機(jī)完成物理駕控臺(tái)、集控臺(tái)上各模擬儀表的模擬量輸出和指示燈的丌關(guān)量的輸出及各開 關(guān)、車鐘和操車手柄位置信號的數(shù)據(jù)采集，將其送到所述的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，實(shí)現(xiàn)對相關(guān)設(shè) 備的控制，并從所述的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器讀取數(shù)據(jù)送到實(shí)際盤臺(tái)的儀表上顯示。
本發(fā)明的有益效果是該仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了 "虛擬機(jī)艙"、"虛擬集控室"、"虛擬^駛臺(tái)"、 "虛擬控制臺(tái)"及"虛擬儀表板"等功能，使得船舶輪機(jī)仿真器首次具有了鬧戶可操作交互 的機(jī)艙視景系統(tǒng)，使船舶輪機(jī)仿真器具有進(jìn)入機(jī)艙的現(xiàn)場感和良好的可視化及交互性，從而 明顯提高了船舶機(jī)艙仿真系統(tǒng)的技術(shù)性能和高新技術(shù)含量。


圖1是本發(fā)明船舶機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。 圖2是本發(fā)明的仿真圖像立體顯示原理示意圖。 圖3是本發(fā)明的仿真圖像立體顯示參數(shù)的調(diào)整示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附閣對本發(fā)明做進(jìn) 一 歩詳細(xì)地描述
如圖1所示，本發(fā)明的船舶機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)，主要山虛擬控制臺(tái)、虛擬機(jī)艙漫游 仿真系統(tǒng)、虛擬駕駛室仿真系統(tǒng)、虛擬機(jī)艙集控室仿真系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、仿真程序模塊、 物理控制盤臺(tái)和工控機(jī)七個(gè)模塊組成，各模塊的功能以及相互之間的作用關(guān)系如下
(1) 、虛擬控制臺(tái)
虛擬控制臺(tái)由虛擬儀表、虛擬按鈕、虛擬車鐘和虛擬油門桿、虛擬操舵儀等組成，其屮， 虛擬油門桿用于控制主機(jī)轉(zhuǎn)速，虛擬操舵儀川于控制船舶航向。操作者可用鼠標(biāo)操縱虛擬控 制臺(tái)實(shí)現(xiàn)與船舶實(shí)際物理控制臺(tái)相同的對船舶主機(jī)和航向運(yùn)動(dòng)的控制功能。虛擬控制臺(tái)可諾 求與船舶實(shí)際物理駕駛臺(tái)或機(jī)艙集控臺(tái)進(jìn)行通訊和控制切換。虛擬控制臺(tái)將控制數(shù)據(jù)寫入數(shù)
據(jù)庫服務(wù)器，顯示數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器讀出。
(2) 、虛擬機(jī)艙漫游仿真系統(tǒng) 虛擬機(jī)艙漫游仿真系統(tǒng)的功能是實(shí)現(xiàn)對設(shè)備繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、管系縱橫交錯(cuò)、艙柜層次
迭起、具有數(shù)層安裝甲板的船舶機(jī)艙，包括船舶柴油主機(jī)、副機(jī)艙、鍋爐艙、分油機(jī)問和控 制室等空間的實(shí)船機(jī)艙場景的漫游和連續(xù)立體顯示，并伴有同歩立體聲響效果。本發(fā)明虛擬 機(jī)艙現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)為可使用或不使用立休視覺設(shè)備兩種版本。受訓(xùn)練者可戴上立體服鏡 或數(shù)據(jù)頭盔，在投影機(jī)人屏幕或計(jì)算機(jī)顯示器上觀察到具有"進(jìn)入"機(jī)艙的臨場感的機(jī)艙三 維立體場景。操作者也可用鼠標(biāo)自ttj選擇行動(dòng)路徑，在機(jī)艙中任意漫游。虛擬機(jī)艙漫游仿真的數(shù)據(jù)來自數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。
(3) 、虛擬駕駛室仿真系統(tǒng) 虛擬駕駛室仿真系統(tǒng)的功能是通過計(jì)算機(jī)程序完成虛擬船橋控制室、虛擬^控臺(tái)、操舵
儀、雷達(dá)等航行設(shè)備的仿真演示，操作者可操縱駕控臺(tái)虛擬車鐘、虛擬按鈕等完成與物理駕 控臺(tái)同樣的對船舶運(yùn)動(dòng)和柴油主機(jī)的操作，控制臺(tái)上各種儀表可實(shí)時(shí)顯示仿真數(shù)據(jù)。當(dāng)轉(zhuǎn)換 到物理盤臺(tái)實(shí)際操縱時(shí)，虛擬車鐘、按鈕等跟蹤物理盤臺(tái)的操縱。虛擬駕駛室仿真的數(shù)據(jù)來 自數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。
(4) 、虛擬機(jī)艙集控室仿真系統(tǒng)
虛擬機(jī)艙集控室仿真系統(tǒng)的功能是通過計(jì)算機(jī)程序完成包括虛擬機(jī)艙集控室、虛擬集控 臺(tái)、虛擬配電板、虛擬儀表板等設(shè)備的仿真演示，操作者可操縱虛擬車鐘、虛擬油門桿、虛 擬按鈕完成與物理集控臺(tái)同樣的對船舶柴油主機(jī)的操作，控制臺(tái)上各種儀表可實(shí)吋顯示仿真 數(shù)據(jù)，并伴有同步立體聲響效果。當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到物理盤臺(tái)實(shí)際操縱時(shí)，虛擬車鐘、按鈕等跟 蹤物理盤臺(tái)的操縱。虛擬機(jī)艙集控室仿真的數(shù)據(jù)來自數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。
(5) 、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器
數(shù)據(jù)庫服務(wù)器提供其它六個(gè)模塊所需要的數(shù)據(jù)，各模塊之間的數(shù)據(jù)交換都是通過數(shù)據(jù)服 務(wù)器來實(shí)現(xiàn)的，各個(gè)模塊之間相對獨(dú)立進(jìn)行操作。
(6) 、仿真程序模塊
仿真稃序模塊的主要功能是完成對整個(gè)系統(tǒng)各部分?jǐn)?shù)學(xué)仿真模型在計(jì)算機(jī)上的運(yùn)行和LI 算，可模擬實(shí)際船舶運(yùn)行時(shí)各個(gè)控制和狀態(tài)參數(shù)的變化，其數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)服務(wù)器中，提供給 其它模塊調(diào)用。對用戶來說，其感覺是有 -艘真實(shí)船舶的動(dòng)力裝置和航行設(shè)備在運(yùn)行，該模 塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心所在。
(7) 、物理控制盤臺(tái)和工控機(jī)
雖然此模塊是兩個(gè)部分，但是從數(shù)據(jù)分布的角度來看，這兩者是緊密聯(lián)系在一起工作的， 所以在這里作為一個(gè)模塊來說明。物理控制盤臺(tái)包括實(shí)際船舶駕控臺(tái)和機(jī)艙集中控制臺(tái)及其 上安裝的儀表、按鈕、車鐘、油門控制器、操舵輪等裝置，用戶可以在上面進(jìn)行各種操作， 與真船系統(tǒng)相同。
工控機(jī)的功能一是完成物理駕控臺(tái)、集控臺(tái)上各模擬儀表的模擬量輸出和指示燈的開關(guān) 量的輸出及各開關(guān)、車鐘和操車手柄位置信號的數(shù)據(jù)的采集，然后將其送到數(shù)據(jù)服務(wù)器屮去， 以實(shí)現(xiàn)對有關(guān)設(shè)備的控制；另一功能是從數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)送到實(shí)際盤臺(tái)的儀表上顯示。
船舶機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)分別在物理或虛擬駕駛臺(tái)、物理或虛擬集控臺(tái)、機(jī)旁 應(yīng)急操縱臺(tái)仿真界面上操縱物理或虛擬車鐘、物理或虛擬油門手柄、物理或虛擬按鈕等完成
5對主機(jī)三維運(yùn)動(dòng)模型的實(shí)時(shí)操作控制，可實(shí)現(xiàn)物理駕控臺(tái)和集控臺(tái)之間，物理駕駛臺(tái)、集控 ft與虛擬駕控臺(tái)、集控臺(tái)及機(jī)旁應(yīng)急操縱臺(tái)之問的控制功能無擾動(dòng)切換。聲響仿真系統(tǒng)可實(shí) 現(xiàn)逼真的機(jī)艙聲響效果。
在木發(fā)明的研制中，運(yùn)用了虛擬現(xiàn)實(shí)三維建模、雙目視差分時(shí)式立體視覺顯示，視覺現(xiàn) 場感產(chǎn)生，虛擬集控臺(tái)、虛擬駕控臺(tái)和機(jī)旁應(yīng)急操縱仿真系統(tǒng)對于船舶柴油主機(jī)三維運(yùn)動(dòng)投 型的實(shí)時(shí)操縱控制、虛擬環(huán)境與物理盤臺(tái)數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)庫等關(guān)鍵技術(shù)。
本發(fā)明的船舶機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)采用世界工具包WorldToolKit (WTK)和桌面虛擬環(huán) 境系統(tǒng)VRT虛擬環(huán)境丌發(fā)工a開發(fā)，其中，虛擬機(jī)艙漫游系統(tǒng)山WTK生成，虛擬駕駛臺(tái)、 虛擬機(jī)艙控制室、虛擬控制臺(tái)及虛擬儀表等應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境編程開發(fā)工具SUPERSCAPE VRT實(shí)現(xiàn)。
船舶機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)工作時(shí)運(yùn)行仿真程序，通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)物
理和虛擬船舶駕控臺(tái)、物理和虛擬機(jī)艙集控臺(tái)對于二維船舶運(yùn)動(dòng)場景和柴油主機(jī)模型的控制 和物理、虛擬儀表參數(shù)顯示；完成船舶虛擬機(jī)艙漫游顯示。
在虛擬機(jī)艙屮進(jìn)行漫游主要通過控制虛擬環(huán)境中的視點(diǎn)變化來實(shí)現(xiàn)，而視點(diǎn)的控制是通 過鼠標(biāo)操作來實(shí)現(xiàn)的，具體如下-
1) 按住鼠標(biāo)左鍵并上下左右移動(dòng)鼠標(biāo)，可以控制視點(diǎn)前、后、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的變化，移 動(dòng)的速度與鼠標(biāo)箭頭距離屏幕中點(diǎn)的距離成正比。
2) 按住鼠標(biāo)右鍵并上下左右移動(dòng)鼠標(biāo)，可以控制視點(diǎn)的上、下、左、右的移動(dòng)，移動(dòng)的
速度與鼠標(biāo)箭頭距離屏幕中點(diǎn)的距離成TF比。
3) 按住鼠標(biāo)左鍵的同時(shí)按住鼠標(biāo)右鍵，可以控制視點(diǎn)按照順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 其它部分的鼠標(biāo)控制方法均與此相同。為了防止視點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到機(jī)艙模型范圍的外側(cè)，在機(jī)
艙模型和內(nèi)部的主機(jī)模型中間設(shè)置了碰撞邊界，即只允許視點(diǎn)在外圍設(shè)備與中央±機(jī)之間的 固定空間內(nèi)進(jìn)行自由地移動(dòng)，所以，如果發(fā)生視點(diǎn)不能移動(dòng)的情況時(shí)，可能是視點(diǎn)3碰撞邊 界發(fā)生了碰撞，應(yīng)換一個(gè)方向移動(dòng)視點(diǎn)。本發(fā)明的仿真系統(tǒng)可完成特殊物體拾取與視頻播放， 觸發(fā)物體的拾取，視頻文件的播放。
上述虛擬機(jī)艙漫游仿真，虛擬機(jī)艙集控室仿真，虛擬駕駛室仿真既可以直接在計(jì)算機(jī)屏 幕上顯示，也可以通過投影儀在投影幕上顯示?？赏ㄟ^立體眼鏡觀看投影幕，使用戶獲得身 臨實(shí)船機(jī)艙的現(xiàn)場感。
本仿真系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)虛擬控制臺(tái)共有六個(gè)視角(使用數(shù)字鍵l-6進(jìn)行切換)1.集控室控制
臺(tái)(可瀏覽)，2.駕駛臺(tái)(可瀏覽)，3.船舶電站，4.集控室控制臺(tái)近景，5.駕駛臺(tái)操作視角， 6.集控室操作視角。在虛擬機(jī)艙仿真系統(tǒng)中，采用了相應(yīng)的微機(jī)圖形加速卡，其顯示幀存、貼圖存儲(chǔ)器和面 片著色能力可保證在虛擬機(jī)艙漫游時(shí)達(dá)到每秒15幀以上的顯示速率，從而實(shí)現(xiàn)了船舶機(jī)艙場 景的連續(xù)立體顯示。虛擬機(jī)艙漫游仿真系統(tǒng)再現(xiàn)了實(shí)船的機(jī)艙，允許用戶通過鼠標(biāo)操作任意 改變視點(diǎn)，在虛擬機(jī)艙中進(jìn)行漫游。
本發(fā)明中使用立體視覺設(shè)備的虛擬立體視覺圖象的實(shí)現(xiàn)方法說明如下 本發(fā)明的仿真系統(tǒng)中，立體顯示的實(shí)現(xiàn)是根據(jù)視差的原理，利用虛擬現(xiàn)實(shí)軟件工具包 WTK7.0提供的函數(shù)，通過立體服鏡或立體頭盔分別為觀察者的雙眼傳送有視差的圖象，從 而產(chǎn)生立體感。通過立體眼鏡或立體頭盔來觀察虛擬機(jī)艙設(shè)備，可以產(chǎn)生非常逼真的三維立 體效果。
WTK程序一般是按照以下歩驟運(yùn)行(1)首先調(diào)用WTuniverse—new()函數(shù)建立宇宙， 調(diào)入圖形對象，設(shè)置視點(diǎn)、紋理、窗口、傳感器等，完成宇宙的初始化工作。(2)調(diào)用 WTuniversejeady()函數(shù)為進(jìn)入仿真循環(huán)做準(zhǔn)備，然后調(diào)用WTimiverse—go()函數(shù)進(jìn)入仿真循 環(huán)，利用WTK提供的API，在VC中丌發(fā)出需要的演示系統(tǒng)，該階段是WTK仿真的核心內(nèi) 容。(3)調(diào)用WTimiverse—delete()函數(shù)以使圖形硬件返回到缺省狀態(tài)。
如圖2和圖3所示，在圖象的立體顯示中，視差(Parallax)與集中點(diǎn)距離(Convergence distance)是兩個(gè)重要的參數(shù)，它們對觀測所產(chǎn)生的立體感有較大影響，合理設(shè)覽這兩個(gè)參數(shù) 可以使觀察者獲得更真實(shí)的三維效果。視差對立體觀測的影響主要體現(xiàn)在視差越大，越能 獲得一個(gè)放大的立體效果，但隨著視差的增大，將左右眼的立體圖象對融合為一個(gè)整體的3D 圖像也愈發(fā)困難。而集中點(diǎn)距離對立體觀測的影響是隨著集中點(diǎn)距離改變，圖象可以顯示 在顯示設(shè)備(如計(jì)算機(jī)屏幕)的前面或后面，當(dāng)圖象與視點(diǎn)的距離小于集中點(diǎn)距離時(shí)，圖像 將顯示在顯示設(shè)備的前方，當(dāng)圖象與視點(diǎn)的距離大于集中點(diǎn)距離時(shí)，圖像將顯示在顯示設(shè)備 的后方。由于每個(gè)人的兩眼距離以及其它的一些特征都有微小的差別，為了使每個(gè)用戶在進(jìn) 行虛擬漫游時(shí)均產(chǎn)生最佳的立體效果，需要根據(jù)個(gè)人體征的不同進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整。調(diào)整可通過 在鍵盤上定義功能鍵進(jìn)行。
本發(fā)明已在內(nèi)部的三臺(tái)大型輪機(jī)模擬器中應(yīng)用，使得新型輪機(jī)模擬器具有"虛擬機(jī)艙漫 游"功能，明顯提高了輪機(jī)仿真器的培訓(xùn)效果，己取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
權(quán)利要求
1、船舶機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)，其特征在于，該仿真系統(tǒng)主要由虛擬控制臺(tái)、虛擬機(jī)艙漫游仿真系統(tǒng)、虛擬駕駛室仿真系統(tǒng)、虛擬機(jī)艙集控室仿真系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、仿真程序模塊、物理控制盤臺(tái)和工控機(jī)組成，所述的虛擬控制臺(tái)與船舶實(shí)際物理駕駛臺(tái)或機(jī)艙集控臺(tái)進(jìn)行通訊和控制切換，將控制數(shù)據(jù)寫入所述的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，顯示數(shù)據(jù)從所述的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器讀出；所述的虛擬機(jī)艙漫游仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)船機(jī)艙場景的漫游和連續(xù)立體顯示，其數(shù)據(jù)來自所述的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；所述的虛擬駕駛室仿真系統(tǒng)完成航行設(shè)備的仿真演示，并完成與物理駕控臺(tái)同樣的對船舶運(yùn)動(dòng)和柴油主機(jī)的控制操作，其仿真數(shù)據(jù)來自所述的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；所述的虛擬機(jī)艙集控室仿真系統(tǒng)完成包括虛擬機(jī)艙集控室、虛擬集控臺(tái)、虛擬配電板、虛擬儀表板的仿真演示，并完成與物理集控臺(tái)同樣的對船舶柴油主機(jī)的控制操作，其仿真數(shù)據(jù)來自所述的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；所述的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器為所有其它組成模塊提供所需要的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各組成模塊之間的數(shù)據(jù)交換；所述的仿真程序模塊完成對整個(gè)系統(tǒng)各部分?jǐn)?shù)學(xué)仿真模型在計(jì)算機(jī)上的運(yùn)行和計(jì)算，模擬實(shí)際船舶運(yùn)行時(shí)各個(gè)控制和狀態(tài)參數(shù)的變化，其數(shù)據(jù)送到所述的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，提供給其它組成模塊調(diào)用；所述的物理控制盤臺(tái)包括實(shí)際船舶駕控臺(tái)和機(jī)艙集中控制臺(tái)及其上安裝的儀表、按鈕、車鐘、油門控制器、操舵輪，為用戶在其上提供各種操作，其與真船系統(tǒng)相同；所述的工控機(jī)完成物理駕控臺(tái)、集控臺(tái)上各模擬儀表的模擬量輸出和指示燈的開關(guān)量的輸出及各開關(guān)、車鐘和操車手柄位置信號的數(shù)據(jù)采集，將其送到所述的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，實(shí)現(xiàn)對相關(guān)設(shè)備的控制，并從所述的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器讀取數(shù)據(jù)送到實(shí)際盤臺(tái)的儀表上顯示。
全文摘要
本發(fā)明涉及船舶自動(dòng)控制及系統(tǒng)仿真技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種船舶機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)，其主要由虛擬控制臺(tái)、虛擬機(jī)艙漫游仿真系統(tǒng)、虛擬駕駛室仿真系統(tǒng)、虛擬機(jī)艙集控室仿真系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、仿真程序模塊、物理控制盤臺(tái)和工控機(jī)組成。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)分別在物理或虛擬駕駛臺(tái)、物理或虛擬集控臺(tái)、機(jī)旁應(yīng)急操縱臺(tái)仿真界面上操縱物理或虛擬車鐘、物理或虛擬油門手柄、物理或虛擬按鈕等完成對主機(jī)三維運(yùn)動(dòng)模型的實(shí)時(shí)操作控制，并可實(shí)現(xiàn)物理駕控臺(tái)和集控臺(tái)之間，物理駕駛臺(tái)、集控臺(tái)與虛擬駕控臺(tái)、集控臺(tái)及機(jī)旁應(yīng)急操縱臺(tái)之間的控制功能無擾動(dòng)切換。本發(fā)明有益效果是使船舶輪機(jī)仿真器具有進(jìn)入機(jī)艙的現(xiàn)場感和良好的可視化及交互性。
文檔編號G09B9/02GK101452651SQ20081022977
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者史成軍, 孫建波, 暉 李, 沈智鵬, 晨 郭 申請人:大連海事大學(xué)