[实用新型]一种船舶机舱虚拟现实仿真系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及船舶自动控制及系统仿真技术领域，尤其涉及一种船舶机舱虚拟现实仿真系统。

背景技术

船舶操纵和轮机模拟器在训练的经济性、反复训练航海、轮机管理人员的实际操作技能、提高学员分析故障的能力以及进行某些实船不允许的特殊训练项目等方面发挥着重要的作用，具有不可替代的优越性。它对于避免和减少海难事故所产生的社会效益是难以估量的。航海、轮机模拟器的训练费用仅为实际训练费用的1/8～1/10。它既是对于高级航海轮机人员有效的仿真训练设施，同时也是进行船舶自动控制系统科研工作的重要设备。研究开发兼教学训练、科学研究功能为一体的高性能船舶航海、轮机系统模拟器并将高新技术应用其中具有重要意义。

由于船舶机舱设备繁多及其图形图象制作困难，国内外轮机仿真器在视景方面长期处于空白状态，明显落后于其它载运工具操纵仿真器。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种船舶机舱虚拟现实仿真系统，使船舶轮机仿真器具有进入机舱的现场感和良好的可视化及交互性，改进船舶轮机仿真器技术性能和培训效果。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种船舶机舱虚拟现实仿真系统，主要由虚拟控制台、虚拟机舱漫游仿真系统、虚拟驾驶室仿真系统、虚拟机舱集控室仿真系统、数据库服务器、仿真程序模块、物理控制盘台和工控机组成，所述的虚拟控制台与船舶实际物理驾驶台或机舱集控台进行通讯和控制切换，将控制数据写入所述的数据库服务器，显示数据从所述的数据库服务器读出；所述的虚拟机舱漫游仿真系统实现实船机舱场景的漫游和连续立体显示，其数据来自所述的数据库服务器；所述的虚拟驾驶室仿真系统完成航行设备的仿真演示，并完成与物理驾控台同样的对船舶运动和柴油主机的操作，其仿真数据来自所述的数据库服务器；所述的虚拟机舱集控室仿真系统完成包括虚拟机舱集控室、虚拟集控台、虚拟配电板、虚拟仪表板的仿真演示，并完成与物理集控台同样的对船舶柴油主机的操作，其仿真数据来自所述的数据库服务器；所述的数据库服务器为所有其它组成模块提供所需要的数据，实现各组成模块之间的数据交换；所述的仿真程序模块完成对整个系统各部分数学仿真模型在计算机上的运行和计算，模拟实际船舶运行时各个控制和状态参数的变化，其数据送到所述的数据库服务器中，提供给其它组成模块调用；所述的物理控制盘台包括实际船舶驾控台和机舱集中控制台及其上安装的仪表、按钮、车钟、油门控制器、操舵轮，为用户在其上提供各种操作，其与真船系统相同；所述的工控机完成物理驾控台、集控台上各模拟仪表的模拟量输出和指示灯的开关量的输出及各开关、车钟和操车手柄位置信号的数据采集，将其送到所述的数据库服务器中，实现对相关设备的控制，并从所述的数据库服务器读取数据送到实际盘台的仪表上显示。

本实用新型的有益效果是：该仿真系统实现了“虚拟机舱”、“虚拟集控室”、“虚拟驾驶台”、“虚拟控制台”及“虚拟仪表板”等功能，使得船舶轮机仿真器首次具有了用户可操作交互的机舱视景系统，使船舶轮机仿真器具有进入机舱的现场感和良好的可视化及交互性，从而明显提高了船舶机舱仿真系统的技术性能和高新技术含量。

附图说明

图1是本实用新型船舶机舱虚拟现实仿真系统的结构框图。

图2是本实用新型的仿真图像立体显示原理示意图。

图3是本实用新型的仿真图像立体显示参数的调整示意图。

图中：1、左眼视野，2、右眼视野，3、视点，4、视差，5、左眼观察面，6、右眼观察面，7、观察方向，8、2×水平视角，9、不对称位，10、对称位，H、集中点距离。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细地描述：

如图1所示，本实用新型的船舶机舱虚拟现实仿真系统，主要由虚拟控制台、虚拟机舱漫游仿真系统、虚拟驾驶室仿真系统、虚拟机舱集控室仿真系统、数据库服务器、仿真程序模块、物理控制盘台和工控机七个模块组成，各模块的功能以及相互之间的作用关系如下：

(1)、虚拟控制台

虚拟控制台由虚拟仪表、虚拟按钮、虚拟车钟和虚拟油门杆、虚拟操舵仪等组成，其中，虚拟油门杆用于控制主机转速，虚拟操舵仪用于控制船舶航向。操作者可用鼠标操纵虚拟控制台实现与船舶实际物理控制台相同的对船舶主机和航向运动的控制功能。虚拟控制台可请求与船舶实际物理驾驶台或机舱集控台进行通讯和控制切换。虚拟控制台将控制数据写入数据库服务器，显示数据从数据库服务器读出。

(2)、虚拟机舱漫游仿真系统