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基于虛擬現實和多自由度運動平臺的特種車輛駕駛訓練模擬系統
發布時間:2020-12-16 13:34

特種卡車模擬

  特種車輛基本上都是超寬或超長的,它們作用突出、價格昂貴、體積龐大的特點,對其駕駛員的駕駛技能形成以及訓練周期、訓練安全和訓練保障等都提出了新的更高的要求,而現代信息技術的發展,使得利用先進技術手段來提高大型特種車輛駕駛訓練質量成為可能。通過訓練模擬系統可以較好地培養學員應對未來各種復雜駕駛環境的應變能力,大大降低實裝駕駛訓練帶來的人多裝備少、安全隱患大、事故發生率高、駕駛訓練組織難度大、車輛機械磨損嚴重壽命降低等諸多問題。這項技術還可以推廣到其他軍用或民用特種車輛駕駛訓練,更大限度地發揮“教為戰、練為戰”的效能,具有較高的經濟效益和軍事價值。

  傳統的實車實彈訓練方式在對場地和經費的要求上給特種車輛駕駛人員培養帶來很大負擔,一些發達國家先后研制出采用先進的計算機成像技術、數字式視頻信號傳輸技術和計算機網絡技術的新一代特種車輛駕駛訓練模擬系統。

  國內基于運動平臺的特種車輛駕駛訓練模擬系統起步較晚,但近幾年發展勢頭迅猛,在裝甲兵、坦克等兵種訓練中大多采用的還是不帶運動平臺或者帶三自由度運動平臺的特種駕駛訓練模擬系統,雖然圖形顯示有了較大進步,投影方面仍然采用巨幅環形平面投影,這種投影對于遠距離的環境和目標模擬的較為逼真,但近距離物體會產生扭曲失真,沒有真實模擬實裝實車訓練情況,訓練的沉浸感和逼真度都有較大的差距。

  為了增強訓練的沉浸感,基于虛擬現實技術開發的車輛模擬器有一定的優勢,但是仍然存在一些不足:比如較為成熟的VR系統,在環境模擬上更為逼真,但在使用過程中只能感知虛擬信息,無法接受外部環境實體信息,支持人體手部在虛擬場景實體化,但無法實體化其他設備或人體其他部位,在訓練中操作設備極不方便;光照系統上只是在一定程度上模擬光照,和實際光照差異較大;頭部運動跟蹤技術不夠先進;固定視角的視頻與裸眼觀察內容在角度和深度上存在不易消除的誤差,存在不能下視、視覺受限等問題。這些問題導致人與座艙交互模擬與實際模擬情況差異較大,沉浸感質量較差,降低了車輛模擬器的實用性。

  技術實現要素:

  基于上述所述沉浸感較低的問題,南京全控提供了一種基于混合現實和多自由度運動平臺的特種車輛駕駛訓練模擬系統,有效解決了傳統訓練模擬系統近距離物體會產生扭曲失真,沒有真實模擬實裝實車訓練情況,訓練的沉浸感和逼真度都有較大的差距的問題,以及使用VR系統只有支持手部在虛擬場景實體化,無法實體化其他設備或人體其他部位,在訓練中操作設備極不方便,光照和實際光照差異較大,視角上下受限,導致人與座艙交互模擬與實際模擬情況差異較大,沉浸感質量較差,降低了車輛模擬器的實用性的問題。

  技術方案是,包括駕駛仿真艙、訓練控制臺、音響系統、多自由度運動平臺和VR眼鏡或成像系統構成,還包括電動伺服系統和平臺控制器,該六自由度平臺包括下平臺和置于下平臺正上方的上平臺,上下平臺之間布置有電液伺服系統的六個液壓缸,所述液壓缸的兩端分別萬向鉸接在上下平臺上,所述駕駛仿真艙固定在上平臺上,還包括虛擬現實模擬裝置,所述虛擬現實模擬裝置包括VR眼鏡或顯示器成像系統,通過自由度平臺控制系統模擬,講生成圖像同步到六自由度平臺上,達到同步模擬效果。

  該新型采用多自由度運動平臺配合仿真駕駛艙真實模擬特種車輛在不同路面條件駕駛狀態反饋,采用混合現實技術和源于實裝的工況噪音系統,給駕駛員創設具有較強的視覺、聽覺、觸覺和加速度沖擊力,加入了混合現實裝置,使特種車輛駕駛訓練具有逼真的代入感和沉浸感。

六自由度裝甲車模擬平臺

  南京全控科技多自由度特種車輛駕駛訓練模擬平臺已針對坦克、裝甲車、挖掘機等多款特種車輛進行模擬仿真,為很多客戶解決特種車輛模擬測試難題,歡迎咨詢選購!

關鍵詞: 虛擬現實,多自由度運動平臺,特種車輛駕駛訓練模
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