一種基于體感控制器的虛擬航海模擬訓練系統技術方案

本發明專利技術涉及一種基于體感控制器的虛擬航海模擬訓練系統，包括電子海圖仿真模塊用于向訓練者提供本船航線顯示、航向航跡監測及船艇動態實時顯示；導航雷達仿真模塊用于模擬完成對物標的及時發現，并提供物標的方位、距離、速度等信息；航海操控設備用于向訓練者提供虛擬的船舶操縱儀器設備；電子海圖仿真模塊、導航雷達仿真模塊以及航海操控設備通過UI界面方式把航海儀器設備虛擬集成在仿真場景中。訓練者通過各種手勢操縱虛擬現實眼鏡中的航海儀器設備。這種全新的航海模擬訓練方式，訓練系統部署方節省了更多的訓練場地和安裝建設成本，甚至可以隨時隨地的開展相應的航海訓練。

A virtual navigation simulation training system based on somatosensory controller

The invention relates to a virtual navigation somatosensory controller based on the simulation training system, including electronic chart simulation module is used to provide the ship route display, course and track monitoring and ship dynamic real-time display to training; navigation radar simulation module is used for simulation of timely detection of objects, and provide target azimuth, distance, speed information; navigation control equipment for ships to provide virtual training control equipment; electronic chart simulation module, simulation module and navigation radar navigation control device through the UI interface to the navigation apparatus is integrated in the virtual simulation scene. The trainer controls the navigational instruments in virtual reality glasses by means of various gestures. This new marine simulation training method, the training system deployment side saves more training venues and installation costs, and even can carry out the corresponding nautical training at any time and place.

【技術實現步驟摘要】
一種基于體感控制器的虛擬航海模擬訓練系統
本專利技術涉及航海模擬試驗
，具體涉及一種基于體感控制器的虛擬航海模擬訓練系統。
技術介紹
船舶模擬訓練是目前國際上較為先進的船舶操作訓練方式，既可以提高船舶官兵的實際操作水平和經驗積累，完成實船不能進行和難以集中遇到的科目，也可以減少實船消耗，延長船舶使用壽命、節省長期的訓練經費。傳統的航海模擬駕駛訓練系統為了使操縱訓練者感受到接近真實效果的視覺、聽覺和體感的駕駛體驗，通常采用半實物仿真技術，模擬真實的船舶駕駛艙，然而為了構建完全仿真的虛擬駕駛環境，需要定制航海操控實物設備建設一比一的航海操控臺面，一方面這種環境的搭建需要占用較大的訓練場地，另外也需要更多的人力物力成本和時間成本進行平臺的硬件建設。
技術實現思路
本專利技術的目的是：提供一種基于體感控制器的虛擬航海模擬訓練系統，能夠解決現有航海模擬訓練系統駕駛環境占用場地大、建設成本高的問題。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：一種基于體感控制器的虛擬航海模擬訓練系統，包括基于可穿戴設備的航海場景仿真模塊、電子海圖仿真模塊、導航雷達仿真模塊、航海操控設備以及體感控制器，其中，所述航海場景仿真模塊用于生成訓練海區以及訓練碼頭的船舶航行虛擬環境；所述電子海圖仿真模塊用于向訓練者提供本船航線顯示、航向航跡監測及船艇動態實時顯示；所述導航雷達仿真模塊用于模擬完成對物標的及時發現，并提供物標的方位、距離、速度等信息；所述航海操控設備用于向訓練者提供虛擬的船舶操縱儀器設備；所述電子海圖仿真模塊、導航雷達仿真模塊以及航海操控設備通過UI界面方式把航海儀器設備虛擬集成在仿真場景中。本專利技術還存在以下特征：所述航海場景仿真模塊包括虛擬現實眼鏡，所述虛擬現實眼鏡生成包含訓練海區以及訓練碼頭的船舶航行虛擬環境。所述航海場景仿真模塊還包括耳機，所述耳機用于提供航行環境中所需要的環境音效和船舶音效。所述基于可穿戴設備的電子海圖仿真模塊、導航雷達仿真模塊和航海儀器設備通過UI界面方式把航海儀器設備虛擬集成在仿真場景中，所述航海操控設備包括車、舵以及側推，所述車、舵以及側推用來控制本船的速度和航向。與現有技術相比，本專利技術具備的技術效果為：訓練者通過各種手勢操縱虛擬現實眼鏡中的航海儀器設備。這種全新的航海模擬訓練方式，訓練系統部署方節省了更多的訓練場地和安裝建設成本，甚至可以隨時隨地的開展相應的航海訓練。附圖說明圖1是基于體感控制器的虛擬航海模擬訓練系統的邏輯框圖；圖2是基于體感控制器的虛擬航海模擬訓練系統中的航海場景仿真模塊的結構框圖；圖3是基于體感控制器的虛擬航海模擬訓練系統中的航海操控設備結構框圖；圖4是UI界面的操作步驟流程圖。具體實施方式結合圖1至圖4，對本專利技術作進一步地說明：一種基于體感控制器的虛擬航海模擬訓練系統，包括基于可穿戴設備的航海場景仿真模塊10、電子海圖仿真模塊20、導航雷達仿真模塊30、航海操控設備40以及體感控制器50，其中，所述航海場景仿真模塊10用于生成訓練海區以及訓練碼頭的船舶航行虛擬環境；所述電子海圖仿真模塊20用于向訓練者提供本船航線顯示、航向航跡監測及船艇動態實時顯示；所述導航雷達仿真模塊30用于模擬完成對物標的及時發現，并提供物標的方位、距離、速度等信息；所述航海操控設備40用于向訓練者提供虛擬的船舶操縱儀器設備；所述體感控制器50用于感知和追蹤訓練者手勢動作，并做識別手勢的動作和趨勢，依據不同的交互手勢和協議配置轉換成針對UI界面的不同操作。上述的訓練者通過各種手勢操縱虛擬現實眼鏡中的航海儀器設備。這種全新的航海模擬訓練方式，訓練系統部署方節省了更多的訓練場地和安裝建設成本，甚至可以隨時隨地的開展相應的航海訓練。作為本專利技術的優選方案，所述航海場景仿真模塊10包括虛擬現實眼鏡11，所述虛擬現實眼鏡11生成包含訓練海區以及訓練碼頭的船舶航行虛擬環境；上述的訓練人員佩戴上述的虛擬現實眼鏡11，將訓練海區以及訓練碼頭的船舶航行虛擬環境全部反應在虛擬現實眼鏡11中，從而訓練人員能夠得到有效的顯示體驗，增強訓練效果。為進一步增強場景的真實效果，所述航海場景仿真模塊10還包括耳機12，所述耳機12用于提供航行環境中所需要的環境音效和船舶音效。所述電子海圖仿真模塊20、導航雷達仿真模塊30以及航海操控設備40通過UI界面方式把航海儀器設備虛擬集成在仿真場景中。所述航海操控設備40包括車41、舵42以及側推43，所述車41、舵42以及側推43用來控制本船的速度和航向。所述對UI界面的不同操作包括：S1、滑動切換，實現在虛擬現實眼鏡有限空間中對所述電子海圖仿真模塊、所述導航雷達仿真模塊和所述航海操控設備等UI界面的滑動切換；S2、點擊，實現各類設備的開關、功能切換等諸多按鈕按鍵操作；S3、上推，實現對車等航海儀器的上推操作；S4、虛擬方向盤操作，實現對舵等航海儀器的操作；S5、縮放，實現對所述電子海圖仿真模塊的無極縮放；S6、手勢滑動，實現對所述電子海圖仿真模塊的漫游。基于虛擬環境的訓練方式與海上實際訓練相比，成本低，可節省大量的人力、物力和財力。實施例的細節，而且在不背離本專利技術的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本專利技術。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本專利技術的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本專利技術內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于體感控制器的虛擬航海模擬訓練系統，其特征在于：包括基于可穿戴設備的航海場景仿真模塊(10)、電子海圖仿真模塊(20)、導航雷達仿真模塊(30)、航海操控設備(40)以及體感控制器(50)，其中，所述航海場景仿真模塊(10)用于生成訓練海區以及訓練碼頭的船舶航行虛擬環境；所述電子海圖仿真模塊(20)用于向訓練者提供本船航線顯示、航向航跡監測及船艇動態實時顯示；所述導航雷達仿真模塊(30)用于模擬完成對物標的及時發現，并提供物標的方位、距離、速度信息；所述航海操控設備(40)用于向訓練者提供虛擬的船舶操縱儀器設備；所述體感控制器(50)用于感知和追蹤訓練者手勢動作，并做識別手勢的動作和趨勢，依據不同的交互手勢和協議配置轉換成針對UI界面的不同操作。

【技術特征摘要】
1.一種基于體感控制器的虛擬航海模擬訓練系統，其特征在于：包括基于可穿戴設備的航海場景仿真模塊(10)、電子海圖仿真模塊(20)、導航雷達仿真模塊(30)、航海操控設備(40)以及體感控制器(50)，其中，所述航海場景仿真模塊(10)用于生成訓練海區以及訓練碼頭的船舶航行虛擬環境；所述電子海圖仿真模塊(20)用于向訓練者提供本船航線顯示、航向航跡監測及船艇動態實時顯示；所述導航雷達仿真模塊(30)用于模擬完成對物標的及時發現，并提供物標的方位、距離、速度信息；所述航海操控設備(40)用于向訓練者提供虛擬的船舶操縱儀器設備；所述體感控制器(50)用于感知和追蹤訓練者手勢動作，并做識別手勢的動作和趨勢，依據不同的交互手勢和協議配置轉換成針對UI界面的不同操作。2.根據權利要求1所述的基于體感控制器的虛擬航海模擬訓練系統，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王藝，李彩霞，李智，程小林，
申請(專利權)人：安徽匯宜智信科技有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽,34