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潜器水下作业虚拟仿真系统

发布时间:2022-10-18

编辑人:灵图互动

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虚拟仿真是虚拟现实与系统仿真的有机结合,是一般可视化仿真的发展。虚拟仿真技术因其具有三维可视化、动态化和实时交互性等特点,已在模拟训练、实训教学等多个领域广泛应用。在潜器的作业过程中,受经济和环境因素的影响,不可能进行大量实验。

为相关专业的学生可以进行充分训练,掌握相关知识;科研人员能够获得足够的数据与资料,优化潜器与作业流程等需求压力下,利用虚拟仿真技术,开发潜器水下作业虚拟仿真系统,满足实验高质量、低成本、短周期的要求。虚拟仿真系统可以直观、逼真地演示潜器水下对接的运动状态,实时交互性强,在实训教学、模拟训练、参数论证等方面具有重要意义。

潜器水下作业虚拟仿真系统

以某一潜器航模为研究对象,虚拟仿真系统要对潜器的运动与作业过程进行数字仿真,又要在虚拟场景中进行三维可视化显示。用户可以通过PC端或者VR端设备与虚拟仿真系统进行人机交互。

通过潜器水下作业虚拟仿真系统,用户可以对海面天气、海流等客观环境,以及水下作业目标等进行初始化参数设置。在虚拟仿真系统中,进行多视角场景漫游,满足用户对特定视角下场景画面的观察。潜器水下作业虚拟仿真系统能够模拟潜器作业时的三维可视化海洋环境,并且海面天气、海流等客观环境,以及水下作业目标的初始化参数设置与三维显示实时统一。

潜器水下作业虚拟仿真实训室

潜器水下作业虚拟仿真系统包括人机交互部分、仿真计算部分,以及场景更新显示部分。

虚拟仿真实训室的人机交互界面,管理整个虚拟仿真系统,包括初始化海洋参数和作业目标位置参数,潜器与作业目标位置仿真计算实时显示,作业流程仿真操作,系统用户信息管理,用户操作记录等等。

潜器水下作业虚拟仿真系统的仿真计算部分,根据初始化参数设置,潜器的运动规律及作业过程,运用算法模拟潜器在海水中的运动状态。

虚拟仿真系统的场景更新显示部分,导入模型数据库中的三维模型,模拟水下潜器作业的视景环境,根据初始化设置更新作业目标位置和模拟海流粒子的方向与速度,根据仿真计算生成潜器的运动状态数据,实时进行场景更新,显示潜器水下作业过程。

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潜器水下作业虚拟仿真系统中虚拟场景的实体对象包括潜器、作业目标、海底地形等等。由于潜器在水下活动范围不大,一般在2平方千米范围内。且,潜器对外界的视觉感知主要依靠深水摄像机,而深水摄像机在浑浊的海水中最远能观察13米以内的景物,所以构建一个小面积的水下地形,即可满足潜器水下作业虚拟仿真系统模拟的要求。

潜器水下作业虚拟仿真实训基地建设可以应用于模拟训练、实训教学等多个场景,满足不同人群对潜器水下作业的虚拟仿真需求,为模拟训练、实训教学等领域的发展提供了新的思路,对虚拟仿真技术的应用开启了新的分支。


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