一种基于体感控制器的虚拟航海模拟训练系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于体感控制器的虚拟航海模拟训练系统，包括电子海图仿真模块用于向训练者提供本船航线显示、航向航迹监测及船艇动态实时显示；导航雷达仿真模块用于模拟完成对物标的及时发现，并提供物标的方位、距离、速度等信息；航海操控设备用于向训练者提供虚拟的船舶操纵仪器设备；电子海图仿真模块、导航雷达仿真模块以及航海操控设备通过UI界面方式把航海仪器设备虚拟集成在仿真场景中。训练者通过各种手势操纵虚拟现实眼镜中的航海仪器设备。这种全新的航海模拟训练方式，训练系统部署方节省了更多的训练场地和安装建设成本，甚至可以随时随地的开展相应的航海训练。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种基于体感控制器的虚拟航海模拟训练系统
本专利技术涉及航海模拟试验
，具体涉及一种基于体感控制器的虚拟航海模拟训练系统。
技术介绍
船舶模拟训练是目前国际上较为先进的船舶操作训练方式，既可以提高船舶官兵的实际操作水平和经验积累，完成实船不能进行和难以集中遇到的科目，也可以减少实船消耗，延长船舶使用寿命、节省长期的训练经费。传统的航海模拟驾驶训练系统为了使操纵训练者感受到接近真实效果的视觉、听觉和体感的驾驶体验，通常采用半实物仿真技术，模拟真实的船舶驾驶舱，然而为了构建完全仿真的虚拟驾驶环境，需要定制航海操控实物设备建设一比一的航海操控台面，一方面这种环境的搭建需要占用较大的训练场地，另外也需要更多的人力物力成本和时间成本进行平台的硬件建设。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种基于体感控制器的虚拟航海模拟训练系统，能够解决现有航海模拟训练系统驾驶环境占用场地大、建设成本高的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于体感控制器的虚拟航海模拟训练系统，包括基于可穿戴设备的航海场景仿真模块、电子海图仿真模块、导航雷达仿真模块、航海操控设备以及体感控制器，其中，所述航海场景仿真模块用于生成训练海区以及训练码头的船舶航行虚拟环境；所述电子海图仿真模块用于向训练者提供本船航线显示、航向航迹监测及船艇动态实时显示；所述导航雷达仿真模块用于模拟完成对物标的及时发现，并提供物标的方位、距离、速度等信息；所述航海操控设备用于向训练者提供虚拟的船舶操纵仪器设备；所述电子海图仿真模块、导航雷达仿真模块以及航海操控设备通过UI界面方式把航海仪器设备虚拟集成在仿真场景中。本专利技术还存在以下特征：所述航海场景仿真模块包括虚拟现实眼镜，所述虚拟现实眼镜生成包含训练海区以及训练码头的船舶航行虚拟环境。所述航海场景仿真模块还包括耳机，所述耳机用于提供航行环境中所需要的环境音效和船舶音效。所述基于可穿戴设备的电子海图仿真模块、导航雷达仿真模块和航海仪器设备通过UI界面方式把航海仪器设备虚拟集成在仿真场景中，所述航海操控设备包括车、舵以及侧推，所述车、舵以及侧推用来控制本船的速度和航向。与现有技术相比，本专利技术具备的技术效果为：训练者通过各种手势操纵虚拟现实眼镜中的航海仪器设备。这种全新的航海模拟训练方式，训练系统部署方节省了更多的训练场地和安装建设成本，甚至可以随时随地的开展相应的航海训练。附图说明图1是基于体感控制器的虚拟航海模拟训练系统的逻辑框图；图2是基于体感控制器的虚拟航海模拟训练系统中的航海场景仿真模块的结构框图；图3是基于体感控制器的虚拟航海模拟训练系统中的航海操控设备结构框图；图4是UI界面的操作步骤流程图。具体实施方式结合图1至图4，对本专利技术作进一步地说明：一种基于体感控制器的虚拟航海模拟训练系统，包括基于可穿戴设备的航海场景仿真模块10、电子海图仿真模块20、导航雷达仿真模块30、航海操控设备40以及体感控制器50，其中，所述航海场景仿真模块10用于生成训练海区以及训练码头的船舶航行虚拟环境；所述电子海图仿真模块20用于向训练者提供本船航线显示、航向航迹监测及船艇动态实时显示；所述导航雷达仿真模块30用于模拟完成对物标的及时发现，并提供物标的方位、距离、速度等信息；所述航海操控设备40用于向训练者提供虚拟的船舶操纵仪器设备；所述体感控制器50用于感知和追踪训练者手势动作，并做识别手势的动作和趋势，依据不同的交互手势和协议配置转换成针对UI界面的不同操作。上述的训练者通过各种手势操纵虚拟现实眼镜中的航海仪器设备。这种全新的航海模拟训练方式，训练系统部署方节省了更多的训练场地和安装建设成本，甚至可以随时随地的开展相应的航海训练。作为本专利技术的优选方案，所述航海场景仿真模块10包括虚拟现实眼镜11，所述虚拟现实眼镜11生成包含训练海区以及训练码头的船舶航行虚拟环境；上述的训练人员佩戴上述的虚拟现实眼镜11，将训练海区以及训练码头的船舶航行虚拟环境全部反应在虚拟现实眼镜11中，从而训练人员能够得到有效的显示体验，增强训练效果。为进一步增强场景的真实效果，所述航海场景仿真模块10还包括耳机12，所述耳机12用于提供航行环境中所需要的环境音效和船舶音效。所述电子海图仿真模块20、导航雷达仿真模块30以及航海操控设备40通过UI界面方式把航海仪器设备虚拟集成在仿真场景中。所述航海操控设备40包括车41、舵42以及侧推43，所述车41、舵42以及侧推43用来控制本船的速度和航向。所述对UI界面的不同操作包括：S1、滑动切换，实现在虚拟现实眼镜有限空间中对所述电子海图仿真模块、所述导航雷达仿真模块和所述航海操控设备等UI界面的滑动切换；S2、点击，实现各类设备的开关、功能切换等诸多按钮按键操作；S3、上推，实现对车等航海仪器的上推操作；S4、虚拟方向盘操作，实现对舵等航海仪器的操作；S5、缩放，实现对所述电子海图仿真模块的无极缩放；S6、手势滑动，实现对所述电子海图仿真模块的漫游。基于虚拟环境的训练方式与海上实际训练相比，成本低，可节省大量的人力、物力和财力。实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于体感控制器的虚拟航海模拟训练系统，其特征在于：包括基于可穿戴设备的航海场景仿真模块(10)、电子海图仿真模块(20)、导航雷达仿真模块(30)、航海操控设备(40)以及体感控制器(50)，其中，所述航海场景仿真模块(10)用于生成训练海区以及训练码头的船舶航行虚拟环境；所述电子海图仿真模块(20)用于向训练者提供本船航线显示、航向航迹监测及船艇动态实时显示；所述导航雷达仿真模块(30)用于模拟完成对物标的及时发现，并提供物标的方位、距离、速度信息；所述航海操控设备(40)用于向训练者提供虚拟的船舶操纵仪器设备；所述体感控制器(50)用于感知和追踪训练者手势动作，并做识别手势的动作和趋势，依据不同的交互手势和协议配置转换成针对UI界面的不同操作。

【技术特征摘要】
1.一种基于体感控制器的虚拟航海模拟训练系统，其特征在于：包括基于可穿戴设备的航海场景仿真模块(10)、电子海图仿真模块(20)、导航雷达仿真模块(30)、航海操控设备(40)以及体感控制器(50)，其中，所述航海场景仿真模块(10)用于生成训练海区以及训练码头的船舶航行虚拟环境；所述电子海图仿真模块(20)用于向训练者提供本船航线显示、航向航迹监测及船艇动态实时显示；所述导航雷达仿真模块(30)用于模拟完成对物标的及时发现，并提供物标的方位、距离、速度信息；所述航海操控设备(40)用于向训练者提供虚拟的船舶操纵仪器设备；所述体感控制器(50)用于感知和追踪训练者手势动作，并做识别手势的动作和趋势，依据不同的交互手势和协议配置转换成针对UI界面的不同操作。2.根据权利要求1所述的基于体感控制器的虚拟航海模拟训练系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艺，李彩霞，李智，程小林，
申请(专利权)人：安徽汇宜智信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34