一种船舶航行环境人机交互拟真系统的制作方法

1.本发明涉及船舶航行拟真技术领域，具体为一种船舶航行环境人机交互拟真系统。


背景技术：

2.船舶运输自问世以来承担了世界各地的商贸往来和文化交流的重任，极大的加快了世界各地的沟通与联系，成为当今世界的一种必不可少的交通方式。
3.船舶航行在海面上，由于海上水域环境变换异常，对于驾驶人员有着较高的要求；现有的驾驶人员的培训多是理论上的培训，船员进行实船操作的机会并不多，更不可能针对实船操纵的突发情况进行应变训练，从而导致教学效果较差，培训周期较长。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种船舶航行环境人机交互拟真系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种船舶航行环境人机交互拟真系统，包括用于协调系统运行的系统服务器、模拟操作台、上位机以及集成在系统服务器中的场景模拟模块、运动仿真模块；所述上位机发送拟真指令至系统服务器中，场景模拟模块根据指令模拟处船舶航行的实际环形；使用者通过模拟操作台向系统服务器发送操作指令，运动仿真模块根据操作指令做出船舶的动作模拟；所述运动仿真模块所做出的动作模拟反馈到系统服务器中，系统服务器再转发至场景模拟模块中，对于场景画面进行同步调整。
6.优选的，所述场景模拟模块中设置包括环境参数以及船舶运行参数，所述环境参数包括但不限于水域面积、水域水深、环境风速、环境风向、大气温度、大气湿度、大气气压；所述船舶运行参数包括但不限于船舶发动机温度、发动机转速、船舶姿态、舵角偏转角度、油箱油量。
7.优选的，所述场景模拟模块连接有头戴式的vr设备，所述vr设备对于场景模拟模块模拟的场景进行投影，同时与模拟操作台进行结合画面上的结合，在投影画面中能够操作模拟操作台。
8.优选的，所述运动仿真模块设置有仿真计算单元，所述仿真计算单元对于操作指令进行计算，计算出指令所控制的运动设备，以及采取指令后船舶运行参数的变换、对于环境变换的影响。
9.优选的，所述模拟操作台与船舶驾驶室中操作台结构相同，设置有不同的按钮以及显示屏，按钮用于发送操作指令，显示屏用于显示环境参数条件以及船舶运行参数。
10.优选的，所述上位机为管理端，上位机中设置有场景编辑单元，对于场景模拟模块中需要的各个参数进行设置。
11.优选的，所述系统服务器设置有操作记录模块，所述操作记录模块对于模拟操作台发送到操作指令进行记录，以作为后续对于操作人员考核的标准。
12.优选的，所述系统服务器设置有操作引导模块，所述操作引导模块中存储有不同的场景条件下所采取的正确的操作指令，以作为对于操作人员教学时的引导使用。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所提供的交互拟真系统，通过对于环境的模拟以及运动的模拟，便于使用者实际上手操作，以熟悉船舶的使用以及应对不同环境所采取的措施；能够有效提高船舶航行驾驶教学的效率，提高教学质量。
附图说明
14.图1为本发明的结构示意图；
15.图中标号：1、系统服务器；2、场景模拟模块；3、运动仿真模块；4、模拟操作台；5、上位机；6、vr设备；7、操作记录模块；8、操作引导模块；9、仿真计算单元。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种船舶航行环境人机交互拟真系统，包括用于协调系统运行的系统服务器1、模拟操作台4、上位机5以及集成在系统服务器1中的场景模拟模块2、运动仿真模块3；所述上位机5发送拟真指令至系统服务器1中，场景模拟模块2根据指令模拟处船舶航行的实际环形；使用者通过模拟操作台4向系统服务器1发送操作指令，运动仿真模块3根据操作指令做出船舶的动作模拟；所述运动仿真模块3所做出的动作模拟反馈到系统服务器1中，系统服务器1再转发至场景模拟模块2中，对于场景画面进行同步调整。
18.进一步的，所述场景模拟模块2中设置包括环境参数以及船舶运行参数，所述环境参数包括但不限于水域面积、水域水深、环境风速、环境风向、大气温度、大气湿度、大气气压；所述船舶运行参数包括但不限于船舶发动机温度、发动机转速、船舶姿态、舵角偏转角度、油箱油量。
19.进一步的，所述场景模拟模块2连接有头戴式的vr设备6，所述vr设备6对于场景模拟模块2模拟的场景进行投影，同时与模拟操作台4进行结合画面上的结合，在投影画面中能够操作模拟操作台4。
20.进一步的，所述运动仿真模块3设置有仿真计算单元9，所述仿真计算单元9对于操作指令进行计算，计算出指令所控制的运动设备，以及采取指令后船舶运行参数的变换、对于环境变换的影响。
21.进一步的，所述模拟操作台4与船舶驾驶室中操作台结构相同，设置有不同的按钮以及显示屏，按钮用于发送操作指令，显示屏用于显示环境参数条件以及船舶运行参数。
22.进一步的，所述上位机5为管理端，上位机5中设置有场景编辑单元，对于场景模拟模块2中需要的各个参数进行设置。
23.进一步的，所述系统服务器1设置有操作记录模块7，所述操作记录模块7对于模拟操作台4发送到操作指令进行记录，以作为后续对于操作人员考核的标准。
24.进一步的，所述系统服务器1设置有操作引导模块8，所述操作引导模块8中存储有不同的场景条件下所采取的正确的操作指令，以作为对于操作人员教学时的引导使用。
25.工作原理：培训老师通过上位机5发送拟真指令至系统服务器1中，场景模拟模块2根据指令模拟处船舶航行的实际环形；参加培训的学员则通过模拟操作台4向系统服务器1发送操作指令，运动仿真模块3根据操作指令做出船舶的动作模拟。运动仿真模块3通过仿真计算单元9对于操作指令进行计算，能够获得采取指令后船舶的变换，通过系统服务器1转发到场景模拟模块2中，对于场景模拟模块2所模拟出来的画面进行实时调整。参加培训的学员通过vr设备6接收画面，模拟操作台4能够与画面相互结合，从而提高画面的真实性，更加贴合实际的场景。
26.上位机5通过场景编辑单元对于场景模拟模块2中需要的各个参数进行设置，改变环境数据或者船舶运行数据，以此模拟出不同的船舶航行状况，来进行考验或者教学。模拟操作台4上的显示屏以及按钮贴合实际的船舶操作台，按钮用于发送操作指令，显示屏用于显示环境参数条件以及船舶运行参数，使拟真效果更加真实。
27.操作记录模块7用于教学考核使用，对于模拟操作台4发送到操作指令进行记录，作为后续对于操作人员考核的标准。操作引导模块8则主要用于教学，通过存储有不同的场景条件下所采取的正确的操作指令，以作为对于操作人员教学时的引导使用。
28.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。