一种便携式两通道港口起重机模拟器构建方法

摘要

本发明披露一种便携式两通道港口起重机模拟器构建方法，构建逼真、安全、经济和有效的起重机操作仿真平台，用于解决使用真机进行训练价格昂贵，受训安全性低等问题。模拟器由驾驶操控系统、计算机系统、虚拟声音系统、显示系统和通信系统组成。驾驶操控系统包括驾驶操控台和控制系统，控制系统内置于驾驶操控台左右两个电控箱中，用于连接仿真主机和驾驶操控台。计算机系统由一台仿真主机和两台视景主机组成，仿真主机通过控制系统采集到司机操作数据，根据动力学解算模块计算得到被模拟对象作业过程中的物理参数，通过以太网发送到视景主机；另外，计算作业环境反馈信息通过控制系统发送到驾驶操控系统。

主权项

一种便携式两通道港口起重机模拟器的构建方法，所述便携式两通道港口起重机模拟器由驾驶操控系统、计算机系统、虚拟声音系统、显示系统和通信系统组成；其特征是：所述驾驶操控系统包括驾驶操控台和控制系统，所述驾驶操控台根据港口起重机联动台尺寸1:1比例设计和加工，所述控制系统根据所述港口起重机电气控制连锁逻辑设计和实现，所述驾驶操控系统能够满足所述便携式两通道港口起重机模拟器模拟真实港口起重机人机操作界面方面的要求；所述计算机系统由一台仿真主机和两台视景主机组成，所述仿真主机通过所述控制系统采集司机操作数据，平衡计算效率和模拟器逼真度,采样频率设计为10ms；通过起重机动力学模型建模反映起重机在作业仿真过程中的动态特性，提高所述便携式两通道港口起重机模拟器的逼真程度，主仿真解算周期设计为10ms；经过主仿真解算得到作业过程中的物理参数，通过以太网发送到所述视景主机，网络延迟设计小于10ms；计算作业环境反馈信息通过所述控制系统发送到所述驾驶操控系统；所述视景主机为所述显示系统提供视频输出，所述视景主机根据所述仿真主机计算结果实时更新视频画面，生成反映司机操控的实时结果，帧刷新频率设计为50FPS；所述显示系统由两台液晶屏和固定装置组成，所述液晶屏接收所述视景主机的视频信号，用于向港口起重机司机呈现视点正前方和下方两个角度的虚拟场景；所述固定装置用于确定所述两台液晶屏之间、所述液晶屏与司机之间的相对位置，所述液晶屏的高度、角度可通过所述固定装置上调节机构灵活调整；所述显示系统可通过所述固定装置底部滚轮机构自由移动，从而动态调节所述显示系统与所述驾驶操控台之间的相对位置；虚拟声音系统生成起重机作业过程中各种虚拟声音，通过5.1声道音箱提供司机的听觉模拟。