[发明专利]一种大型复杂装备联机协同虚拟训练方法

说明书

本发明公开了一种大型复杂装备联机协同虚拟训练方法，包括步骤：一、建立大型复杂装备联机协同虚拟训练系统；二、大型复杂装备及其零部件的三维结构模型的建模；三、建立大型复杂装备虚拟拆装的层次结构和约束关系；四、确定大型复杂装备虚拟拆装过程的规划序列；五、向各分控计算机分发大型复杂装备及其零部件的三维结构模型和大型复杂装备虚拟拆装过程的规划序列；六、大型复杂装备联机协同虚拟训练初始化；七、确定的各分机训练单元进行联机协同虚拟训练。本发明利用主控计算机确定大型复杂装备虚拟拆装的层次结构、约束关系和过程规划序列，并分发至分控计算机，集中指挥各个操作号手，满足不同规模的大型复杂装备联机协同训练的技术需求。

技术领域

本发明属于联机协同虚拟训练技术领域，具体涉及一种大型复杂装备联机协同虚拟训练方法。

背景技术

近年来，随着计算机技术地不断发展，虚拟现实技术已经在诸多领域得到了广泛应用。特别是在军事训练领域，虚拟现实系统可使操作号手在实际操作装备前，在虚拟环境中进行操作训练，从而使其能够熟练掌握装备和操作技术，可使维修人员在虚拟维修环境中开展维修技能训练，从而有效提高维修效率和维修培训水平。

目前，军事大型复杂装备虚拟训练系统通常都是单机版的，而其实际拆装维修及操作训练往往需要数名操作号手协同配合完成，现有大型复杂装备虚拟训练系统难以满足多名号手协同配合的实际训练需要。因此，如何基于军事内部安全网络进行大型复杂装备联机协同训练是一个亟待解决的难题。目前，HLA技术是进行联机分布式仿真的技术方案，并已在大型分布式军事仿真中有着良好的表现，但由于其开发技术、软件平台使用权限限制等实际问题，利用HLA技术进行大型复杂装备联机协同仿真，存在技术成本过高、开发周期较长、安装调试困难等难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种大型复杂装备联机协同虚拟训练方法，利用主控计算机确定大型复杂装备虚拟拆装的层次结构、约束关系和过程规划序列，并分发至分控计算机，主控计算机集中控制指挥各个操作号手，可扩展性强，技术成本低、开发周期短、易于安装调试，系统交互的实时性强，效率高，满足不同规模的大型复杂装备联机协同训练的技术需求，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种大型复杂装备联机协同虚拟训练方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、建立大型复杂装备联机协同虚拟训练系统：组建大型复杂装备联机协同虚拟训练系统，所述大型复杂装备联机协同虚拟训练系统包括多个分机训练单元和用于协调多个分机训练单元进行工作的主控计算机，所述主控计算机上连接有第一语音交互模块和主显示屏；

所述分机训练单元包括分控计算机以及均与分控计算机连接用于在虚拟训练场景中进行操作的虚拟现实外设、用于采集操作号手的操作动作的摄像采集模块和用于与第一语音交互模块配合的第二语音交互模块；

步骤二、大型复杂装备及其零部件的三维结构模型的建模：利用主控计算机对大型复杂装备及其零部件的三维结构模型进行建模；

步骤三、建立大型复杂装备虚拟拆装的层次结构和约束关系：利用主控计算机建立大型复杂装备虚拟拆装的层次结构和约束关系；

步骤四、确定大型复杂装备虚拟拆装过程的规划序列，过程如下：

步骤401、主控计算机根据大型复杂装备虚拟拆装的层次结构和约束关系构建大型复杂装备中第i层层次结构的邻接矩阵其中，i为层次结构的层次编号且i＝1,2,...,I，I为大型复杂装备虚拟拆装的结构层数；j为层次结构中零部件间通路的长度且j＝1,2,...,J，J为层次结构中零部件间通路的最大长度；

步骤402、根据公式计算大型复杂装备第i层层次结构的可达矩阵P_i；