船舶驾驶与操作多通道多屏幕三维立体沉浸式仿真系统

摘要

本发明涉及船舶驾驶与舱室操作三维立体视景仿真模拟器系统装置，属于船舶与海洋工程领域。本发明装置在分布式数学物理平台模型和分布式船舶运行原理基础上包含：(1)动力系统数学物理方程建模模块，(2)三维立体显示模块，(3)气候环境变化显示模块，(4)地理信息环境变化显示模块，(5)数字手套交互操作模块，(6)物理平台模拟操作模块等六个工作模块。将以上模块集成到一个物理平台，主要解决各模块之间的集成问题。具体来说，要把三维立体显示、数据库交换技术、数字手套交互技术集成到一个平台中，利用物理操作代替键盘事件响应，利用场景变化代替船舶航行和机舱操纵，达到模拟驾驶船舶和在机舱操纵船舶的目的。

主权项

一种采用多视屏技术，分别利用两个双通道立体屏幕模拟出船舶航行中周边的三维立体视景和船舶机舱虚拟沉浸式三维立体场景的系统，通过分布式的构架，将两个场景的仿真控制平台的运行仿真通过数学物理运算器集成在一起，当船舶驾驶模拟器平台发出操作指令时，系统也将指令发送到船舶机舱虚拟仿真平台，在虚拟机舱平台内的受训船员可以利用操纵杆控制视景形成船员在虚拟机舱巡回值班，并可以在行走的过程中用数据手套与位置跟踪器对视景中不同类型的虚拟设备操纵手柄、阀门、开关进行操作，向虚拟设备平台发出操作指令，该指令被系统传递给后台的数学物理运算器进行仿真运算，其运算的结果传递到船舶驾驶模拟器的系统监控的虚拟仪表屏幕上，显示系统的运行状态，对指令和操纵的出错发出声光报警，从而对虚拟船舶进行驾驶、操纵与控制，该系统具有良好的三维沉浸效果，而且还具有环境感知能力。