船舶驾驶与操作多通道多屏幕三维立体沉浸式仿真系统

1.一种采用多视屏技术，分别利用两个双通道立体屏幕模拟出船舶航行中周边的三维立体视景和船舶机舱虚拟沉浸式三维立体场景的系统，通过分布式的构架，将两个场景的仿真控制平台的运行仿真通过数学物理运算器集成在一起，当船舶驾驶模拟器平台发出操作指令时，系统也将指令发送到船舶机舱虚拟仿真平台，在虚拟机舱平台内的受训船员可以利用操纵杆控制视景形成船员在虚拟机舱巡回值班，并可以在行走的过程中用数据手套与位置跟踪器对视景中不同类型的虚拟设备操纵手柄、阀门、开关进行操作，向虚拟设备平台发出操作指令，该指令被系统传递给后台的数学物理运算器进行仿真运算，其运算的结果传递到船舶驾驶模拟器的系统监控的虚拟仪表屏幕上，显示系统的运行状态，对指令和操纵的出错发出声光报警，从而对虚拟船舶进行驾驶、操纵与控制，该系统具有良好的三维沉浸效果，而且还具有环境感知能力。
2.根据权利要求1所述的船舶驾驶与舱室操作三维立体视景仿真模拟器装置系统，其特征是利用被动立体显示技术，显示三维场景，借助偏振立体眼睛使之产生立体效果。
3.根据权利要求1所述的船舶驾驶与舱室操作三维立体视景仿真模拟器装置系统，其特征为：(1)利用物理车钟平台，通过对车钟油门手柄的操作，实现船舶的推进和首侧推的推进操纵；利用舵轮的操作，实现对仿真船舶在视景内的转向控制。利用物理车钟平台上的开关按钮，实现对虚拟船舶驾驶航行灯的控制以及对主机和首侧推的操纵控制。利用物理车钟平台上的四块液晶屏幕，实现对船舶驾驶过程中的海图示、航海雷达、舵角指示显示和主机运行物理参数的监控显示；(2)利用操纵手柄，控制机舱三维立体仿真视景在屏幕中的运动轨迹，通过操纵手柄的上、下、左、右键的操纵，实现船员在操纵手柄的驱动下，在船舱的三维立体虚拟环境中值班行走，攀登扶梯等漫游功能；(3)利用位置跟踪器和数字手套，实现对船舶机舱三维立体场景中的虚拟设备的阀柄、开关、按钮的操作。
4.根据权利要求1所述的船舶驾驶与舱室操作三维立体视景仿真模拟器装置系统，其特征为：利用多台计算机构成分布式计算机网络系统，分别管理驾驶模拟器运行的场景数据库、船型数据库、船型数字化虚拟模型数据库、船型动力系统运行数学物理模型数据库以及船舶航行的海区电子海图数据库、气候及海况数据库，并利用分布式SQL数据库管理这些数据。
5.根据权利要求1所述的船舶驾驶与舱室操作三维立体视景仿真模拟器系统装置，其特征为：系统具有导演控制台，可以根据训练的需要调用4所描述的各种数据库，进行不同船型、不同场景、不同气候及海况条件下的训练要求组合。
6.根据权利要求1所述的船舶驾驶与舱室操作三维立体视景仿真模拟器装置系统，其特征为：利用数据采集卡将物理车钟平台对船舶驾驶的操纵数据进行采集，并传输到仿真船舶动力系统运行的数学物理模型进行运算，计算出船舶的航行速度，舵轮的转角以及船舶与风浪、海况间的作用关系，并对船舶虚拟航行中周边的虚拟场景产生互动反应，从而达到操船训练的目的。
7.根据权利要求1所述的船舶驾驶与舱室操作三维立体视景仿真模拟器系统装置，其特征为：数据采集卡采集的驾驶物理车钟平台上的车钟油门手柄操作信号、舵轮信号和主机等相关备车控制按钮信号、航行灯按钮信号等均传输到反映船舶动力装置仿真运行的数学物理模型的输入数据端与机舱沉浸式仿真屏幕通过位置跟踪器与数据手套共同对机舱虚拟仿真物理设备上的阀门、按钮或开关进行操纵采集到的转角开度信号、按钮开关信号共同计算，并将计算的动力设备运行的物理参数信号输出显示在船舶驾驶仿真物理操纵平台的动力设备监控屏幕的虚拟仪表上。
8.根据权利要求1所述的船舶驾驶与舱室操作三维立体视景仿真模拟器系统装置，其特征为：导演台可以指定船舶航行的区域，船舶在仿真航行时可以自动计算航速、航向等位置关系，并在电子海图、航海雷达屏幕上显示航迹位置，同时，导演台还可设置本船周边多艘虚拟船舶的航速、航向等信息，并自动计算这些虚拟船舶与本船之间的航迹关系，并对进入危险区域的船舶进行提示报警。
9.根据权利要求1所述的船舶驾驶与舱室操作三维立体视景仿真模拟器装置统系，其特征为：是利用此套虚拟操作设备，可以更改显示模型和操作原理，从而达到模拟其它场景操作的目的，譬如：在多个沉浸式屏幕下多艘船舶的全船对抗操纵训练、船舶火灾应急反应操作、钻井平台模拟器、特种汽车驾驶模拟器、特种工程机械操纵模拟器、航空航天模拟器等等，只要建立相应的模型并做出相应的逻辑运算就可以得到相应的模拟器操作平台。

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