多通道虚拟环境感知的工程机械训练模拟系统技术方案

技术编号:19241014 阅读:40 留言:0更新日期:2018-10-24 04:18
本发明专利技术公开了一种从工程机械作业场景虚拟视觉显示着手,多通道宽视场角,场景的重建技术,通过对头部动作识别,实现视场角与观察范围实时跟踪,提高视觉虚拟的实时性和分辨率;对工程机械工况中虚拟声音感知系统,建立工程机械不同工作状态下虚拟音源数据库,运用高精度音源定位的多通道音库音响系统实现工程机械作业中声音的精确复现;再次,对工程机械机身振动虚拟仿真系统,通过设计六自由度小型振动台和建立机身震动碰撞数据库,实现不同工况下机身振动特征的复现,同时对作业中出现的碰撞进行及时检测发现并实施反馈;然后实现视觉、声音和振动的实时多通道同步耦合复现技术。使用者通过操作各部件进行各种课题训练,可广泛用于游戏、展示、实验、教学以及技能鉴定考试中。

【技术实现步骤摘要】
多通道虚拟环境感知的工程机械训练模拟系统
本专利技术涉及一种重型机械模拟操作系统,具体涉及一种多通道虚拟环境感知的工程机械训练模拟系统。
技术介绍
目前,国内正在使用的各型工程机械设备超千万台。国内基础设施建设等对熟练工程机械司机的需求越来越大。一般来说,凡是需要有一个或一组熟练人员进行操作、控制、管理或决策的工作,都需要进行专业训练。而目前工程机械训练模拟系统却存在着种种问题:场景重建功能较为欠缺,主要基于单屏幕的显示系统,缺乏浸入感;环境感知局限于平面视觉、触觉、力反馈、声音等,多通道感知系统尚待开发或者完善;工程机械工作中的碰撞、振动、颠簸等实际工况不能在训练模拟系统中得到充分考虑。因此,应用先进的训练模拟系统辅助进行工程机械训练工作已经越来越受到重视,具有极大的实用价值,市场前景广阔。
技术实现思路
专利技术目的:为了克服现有技术中存在的不足,本专利技术提供一种综合计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、并行实时计算技术、人工智能、仿真技术等多种学科技术而发展起来的计算机领域的最新仿真技术。它以模拟方式为使用者创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图像世界,在视、听、触、嗅等感知行为的逼真体验中,使参与者可以直接参与和探索虚拟对象在所处环境中的作用和变化,产生沉浸感。技术方案:为实现上述专利技术目的,本专利技术采用以下技术方案:一种多通道虚拟环境感知的工程机械训练模拟系统,包括操作部件、信号转换芯片、头部识别传感系统、高性能计算机、六自由度平台系统、VR头盔显示、高精度多通道音库音位音响系统;所述操作部件动作产生的模拟信号传递给具有信号放大和A/D转换功能的信号转换芯片,经过信号转换芯片的信号放大和A/D转换处理成数字信号后,再传输到高性能计算机上;所述头部识别传感系统通过对头部动作识别,将其信息同步传输到高性能计算机中,实现视场角与观察范围实时跟踪;所述高性能计算机将信息处理后,将信息通过图形数据线与显示系统VR头盔进行显示。所述高性能计算机包括虚拟音源数据库、多通道高性能宽视角场场景转换软件、机身震动碰撞数据库。所述高精度多通道音库音位音响系统,运用高精度音源定位的多通道音响系统实现工程机械作业中声音的精确复现。所述六自由度平台系统,将不同工况下机身振动特征和作业中出现的碰撞进行及时检测发现并传递给高性能计算机,经过高性能计算机信号处理后实现视觉、声音和振动的实时多通道同步耦合复现技术。有益效果:与现有技术相比,本专利技术的研究成果将极大提高工程机械训练模拟系统的技术水平,提高工程机械操作员培训效率,降低培训成本,为使用工程机械的国民经济各行业提供完整的虚拟培训解决方案。本专利技术可广泛用于游戏、展示、实验、教学以及技能鉴定考试中。附图说明图1为本专利技术中的模拟操作系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。如图1所示,操作部件1动作产生的模拟信号传递给具有信号放大和A/D转换功能的信号转换芯片2,经过信号转换芯片2的信号放大和A/D转换处理成数字信号后,再传输到高性能计算机3上,另外头部识别传感系统4通过对头部动作识别,将其信息同步传输到高性能计算机3中,实现视场角与观察范围实时跟踪,提高视觉虚拟的实时性和分辨率,该高性能计算机3通过软件处理从而在显示系统VR头盔6上获得在真实模拟机操作的模拟画面。因此学员可以看到自己在模拟操作时的动画画面,从而实现模拟操作。再次,通过设计六自由度平台系统5,将不同工况下机身振动特征和作业中出现的碰撞进行及时检测发现并传递给高性能计算机3,经过高性能计算机3信号处理后实现视觉、声音和振动的实时多通道同步耦合复现技术。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式,应当指出:对于本
的普通技术人员来说,在不脱离本专利技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种多通道虚拟环境感知的工程机械训练模拟系统,其特征在于:包括操作部件(1)、信号转换芯片(2)、头部识别传感系统(4)、高性能计算机(3)、六自由度平台系统(5)、VR头盔显示(6)、高精度多通道音库音位音响系统(7);所述操作部件(1)动作产生的模拟信号传递给具有信号放大和A/D转换功能的信号转换芯片(2),经过信号转换芯片(2)的信号放大和A/D转换处理成数字信号后,再传输到高性能计算机(3)上;所述头部识别传感系统(4)通过对头部动作识别,将其信息同步传输到高性能计算机(3)中,实现视场角与观察范围实时跟踪;所述高性能计算机(3)将信息处理后,将信息通过图形数据线与显示系统VR头盔(6)进行显示;所述高性能计算机(3)包括虚拟音源数据库(8)、多通道高性能宽视角场场景转换软件(9)、机身震动碰撞数据库(10);所述高精度多通道音库音位音响系统(7)运用高精度音源定位的多通道音响系统实现工程机械作业中声音的精确复现。

【技术特征摘要】
1.一种多通道虚拟环境感知的工程机械训练模拟系统,其特征在于:包括操作部件(1)、信号转换芯片(2)、头部识别传感系统(4)、高性能计算机(3)、六自由度平台系统(5)、VR头盔显示(6)、高精度多通道音库音位音响系统(7);所述操作部件(1)动作产生的模拟信号传递给具有信号放大和A/D转换功能的信号转换芯片(2),经过信号转换芯片(2)的信号放大和A/D转换处理成数字信号后,再传输到高性能计算机(3)上;所述头部...

【专利技术属性】
技术研发人员:李奇
申请(专利权)人:江苏宏昌工程机械有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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