專利名稱：一種船舶機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及船舶自動(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)。
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)行某些實(shí)船不允許的特殊訓(xùn)練項(xiàng)目等方而發(fā)揮著 重要的作用，具有不可替代的優(yōu)越性。它對(duì)于避免和減少海難事故所產(chǎn)生的社會(huì)效.益是 難以估設(shè)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1/8~1/10。它既是對(duì)于
離級(jí)航海輪機(jī)人員有效的仿真訓(xùn)練設(shè)施，同吋也是進(jìn)行船舶fi動(dòng)控制系統(tǒng)科研工作的鄰; 要設(shè)備。研究開(kāi)發(fā)兼教學(xué)訓(xùn)練、科學(xué)研究功能為-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)備繁多及其圖形閣象制作困難，國(guó)內(nèi)外輪機(jī)仿真器在視景方面長(zhǎng)期 處于空白狀態(tài)，明顯落后于其它載運(yùn)工具操縱仿莨器。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種船舶機(jī)艙艱擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)，使船舶輪機(jī)仿貧器具有進(jìn)入 機(jī)艙的現(xiàn)場(chǎng)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，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下
—種船舶機(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(kù)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(kù)服務(wù)器，顯示數(shù)據(jù)從所述的數(shù)據(jù)庫(kù)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(chǎng)景的漫游和連續(xù)立體顯示，其數(shù)據(jù)來(lái)自所述的數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)船舶運(yùn) 動(dòng)和柴油主機(jī)的操作，其仿真數(shù)據(jù)來(lái)自所述的數(shù)據(jù)庫(kù)服，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(duì)船舶柴油主機(jī)的操作，其仿真數(shù)據(jù)來(lái)自所述的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；所述的數(shù) 據(jù)庫(kù)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(duì)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(kù)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(kāi)關(guān)量的輸出及各 開(kāi)關(guān)、車鐘和操車手柄位置信號(hào)的數(shù)據(jù)采集，將其送到所述的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān) 設(shè)備的控制，并從所述的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器讀取數(shù)據(jù)送到實(shí)際盤臺(tái)的儀表上顯示。
本實(shí)用新型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"、"虛擬駕 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)仿真器首次具有了用戶可操 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)難的現(xiàn)場(chǎng)感和良好的可視化及交互性， 從而明顯提髙了船舶機(jī)艙仿真系統(tǒng)的技術(shù)性能和高新技術(shù)含量。

圖1是本實(shí)用新型船舶機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本實(shí)用新型的仿真圖像立體顯示原理示意圖。
圖3是本實(shí)用新型的仿真圖'像立體顯示參數(shù)的調(diào)整示意圖。
圖中1、左眼視野，2、右眼視野，3、視點(diǎn)，4、視差，5、左B艮觀察面，6、右眼觀察 面，7、觀察方向，8、 2X水平視角，9、不對(duì)稱位，10、對(duì)稱位，H、集中點(diǎn)距離。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)地描述
如圖1所示，本實(shí)用新型的船舶機(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(kù)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j^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，其中， 虛擬油門桿用于控制主機(jī)轉(zhuǎn)速，虛擬操舵儀用于控制船舶航向。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(duì)船舶主機(jī)和航向運(yùn)動(dòng)的控制功能。虛取控制臺(tái)可請(qǐng) 求與船難實(shí)際物理駕駛臺(tái)或機(jī)艙He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(kù)服務(wù)器，顯示數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)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)間和控 制室等空間的實(shí)船機(jī)艙場(chǎng)景的漫游和連續(xù)立體顯示，并伴有同步立體聲響效果。本實(shí)用新型 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體視覺(jué)設(shè)備兩種版本。受訓(xùn)練者可戴上立體眼鏡或數(shù)據(jù)頭盔，在投影機(jī)大屏幕或計(jì)算機(jī)顯示器上觀察到具有"進(jìn)入"楓艙的臨場(chǎng)感的機(jī) 艙三維立體場(chǎng)景。操作者也可用鼠標(biāo)自由選擇行動(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(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)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(guò)計(jì)算機(jī)程序完成虛擬船橋控制室、虛擬駕控臺(tái)、辨舵
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(duì)船舶運(yùn)動(dòng)和柴油主^l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、按鈕等跟蹤物理錄臺(tái)的操縱。虛擬駕駛室仿真的數(shù)據(jù)來(lái) 自數(shù)據(jù)庫(kù)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(guò)計(jì)罕機(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、庫(kù)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(duì)船舶柴油主機(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)，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(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。
(5) 、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器
數(shù)據(jù)庫(kù)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(guò)數(shù)據(jù)服 務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，各個(gè)模塊之間相對(duì)獨(dú)立進(jìn)行操作。
(6) 、仿真程序模塊
仿真程序模塊的主要功能是完成對(duì)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，可模擬實(shí)際船舶運(yùn)行時(shí)各個(gè)^f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(duì)用戶來(lái)說(shuō)，其感覺(jué)是有一艘真實(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,從數(shù)據(jù)分布的角度來(lái)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(lái)說(shuō)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(kāi)關(guān) 量的輸出及各開(kāi)關(guān)、車鐘和操車手柄位置信號(hào)的數(shù)據(jù)的采集，然后將其送到數(shù)據(jù)服務(wù)器中去， 以實(shí)現(xiàn)對(duì)有關(guān)設(shè)各的控制；另一功能是從數(shù)據(jù)庫(kù)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 對(duì)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 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(wú)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。
在本實(shí)用新型的研制中，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(jué)顯示，視 覺(jué)現(xiàn)場(chǎng)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(duì)于船舶柴油主機(jī)三維運(yùn) 動(dòng)模型的實(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(kù)等關(guān)鍵技術(shù)。
本實(shí)用新型的船舶機(jī)艙虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)采用世界工具包WorldToolKit (WTK)，桌面虛 擬環(huán)境系統(tǒng)VRT虛擬環(huán)境開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)，其中，虛擬機(jī)艙漫游系統(tǒng)由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(kāi)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(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)于三維船舶運(yùn)動(dòng)場(chǎng)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)k漫游顯示。
.在虛擬機(jī)艙中進(jìn)行漫游主要通過(guò)控制虛擬環(huán)境中的視點(diǎn)變化來(lái)實(shí)現(xiàn)，而視點(diǎn)的控制是通 過(guò)鼠標(biāo)操作來(lái)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)，可以控制裸點(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)的距離成正比。
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)備與中央主機(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)與碰撞邊 界發(fā)生了碰撞，應(yīng)換一個(gè)方向移動(dòng)視點(diǎn)。本實(shí)用新型的仿真系統(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，虛擬駕駛窒仿真既可以直接在計(jì)算機(jī)屏 幕上顯示，也可以通過(guò)投影儀在扭影幕上顯示，可通過(guò)立體B艮鏡觀看投影幕，使用戶獲得身 臨實(shí)船機(jī)艙的現(xiàn)場(chǎng)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1-6進(jìn)mo換)1:集控室控制臺(tái)(可瀏覽)，2.駕駛臺(tái)(^瀏覽)，3.船舶電站，4廉控室控制臺(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(chǎng) 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(guò)鼠標(biāo)操作任意 改變視點(diǎn)，在虛擬機(jī)艙中進(jìn)行漫游'
本實(shí)用新型中使用立體視覺(jué)設(shè)備的虛擬立體視覺(jué)圖象的實(shí)現(xiàn)方法說(shuō)明如下 本實(shí)用新型的仿真系統(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WTK 7.0提供的函數(shù)，通過(guò)立體眼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(guò)立體眼鏡或立體頭盔來(lái)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li是按照以下步驟運(yùn)行(1)首先調(diào)用WTuniverse一newO函數(shù)建立宇宙， 調(diào)入圖形對(duì)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 WTuniverse-readyO函數(shù)為進(jìn)入仿真輝環(huán)做準(zhǔn)備，然后調(diào)用WTuniverse_go()函數(shù)進(jìn)入仿真循 環(huán)，利用WTK提供的API,在VC中開(kāi)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Wnmiverse一deleteO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，在團(tuán)象的立體顯示中，視差(Parallax) 4與集中點(diǎn)距離(Convergence distance) H是兩個(gè)重要的參數(shù)，它們對(duì)觀測(cè)所產(chǎn)生的立體感有較大影響，合理設(shè)置這兩個(gè)參 數(shù)可以使觀察者獲得更真實(shí)的三維效果。視差4對(duì)立體觀測(cè)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BI著視差的增大，將左右眼的立體圖象對(duì)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H對(duì)立體觀測(cè)的影響是i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)，幕)的前面或后面，當(dāng)圖象與視點(diǎn)3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i方，當(dāng)圖象與視點(diǎn)3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)人伴征的不同ffl行單獨(dú)調(diào)整。 調(diào)整可通過(guò)在鍵盤上定義功能鍵進(jìn)行。
本實(shí)用新型已在內(nèi)部的三臺(tái)大型輪機(jī)模擬^中應(yīng)用，使得新Mf&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，已取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
權(quán)利要求1、一種船舶機(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(kù)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(kù)服務(wù)器，顯示數(shù)據(jù)從所述的數(shù)據(jù)庫(kù)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(chǎng)景的漫游和連續(xù)立體顯示，其數(shù)據(jù)來(lái)自所述的數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)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(lái)自所述的數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)船舶柴油主機(jī)的控制操作，其仿真數(shù)據(jù)來(lái)自所述的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；所述的數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)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(kù)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(kāi)關(guān)量的輸出及各開(kāi)關(guān)、車鐘和操車手柄位置信號(hào)的數(shù)據(jù)采集，將其送到所述的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)設(shè)備的控制，并從所述的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器讀取數(shù)據(jù)送到實(shí)際盤臺(tái)的儀表上顯示。
專利摘要本實(shí)用新型涉及船舶自動(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(kù)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(duì)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(wú)擾動(dòng)切換。本實(shí)用新型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(chǎng)感和良好的可視化及交互性。
文檔編號(hào)G09B9/02GK201364657SQ20082023171
公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)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(qǐng)人:大連海事大學(xué)