文章目录

0 引 言

1 系统的功能模块系统与设计原则

1.1 系统的功能模块系统

    (1) 水动力仿真系统。

    (2) 水下作业工具运动仿真系统。

    (3) 半物理仿真操作子系统。

    (4) 视景显示系统。

    (5) 教练员站。

1.2 系统架构设计原则

    (1) 最大化服用原则。

    (2) 复杂问题简单化原则。

    (3) 灵活扩展性原则。

2 系统平台功能模块划分与架构搭建

2.1 设备模型管理模块

2.2 仿真控制系统模块

2.3 虚拟现实模块

2.4 数据接收模块

2.5 知识描述模块

2.6 教练员输入模块

2.7 考评模块

2.8 培训、考核人员输入模块

2.9 实时计算模块 Vortex

3 系统平台架构关键技术优化

3.1 基于主控层与多层技术的优化

3.2 基于HLA技术的优化

    3.2.1 总体架构设计

    3.2.2 联邦成员划分及功能定义

        (1) 教练员站中央控制成员。

        (2) 作业场景仿真成员。

        (3) 起重机仿真子系统成员。

        (4) 绞车仿真子系统成员。

        (5) ROV仿真子系统接口成员。

        (6) 扩展成员。

    3.2.3 FOM/SOM的设计

4 系统平台具体实例

5 结 论

文章摘要:虚拟现实仿真系统平台架构的功能模块庞杂性问题给系统平台设计提出了更高的要求,其拓展性与移植性、实时性与互操作性、人机交互性等性能要求是亟需解决的问题。以船舶水下工程作业实例为设计基础,基于高层体系架构(High-Level Architecture, HLA)提出一种面向多客体的虚拟现实仿真平台构建优化方案。根据水下作业流程,进行全生命周期概念设计。分析并明确系统功能与设计原则。基于HLA技术框架,以虚拟现实技术作为功能导向,对仿真系统进行模块划分,并给出联邦架构。通过实践,验证其优化性能。结果表明,虚拟现实仿真平台具有良好的拓展性、实时性、互操作性和人机交互性等。另外,中间层和多层技术的应用大幅提高了系统架构设计的灵活性与简明性。

文章关键词:HLA,海洋工程,虚拟现实,仿真平台,系统优化,

项目基金:“十三五”国家重大科技专项“海洋工程模拟仿真系统”(编号：2016ZX05033-004-003),

论文作者:陈从磊¹ 赫东海² 段梦兰² 王莹莹² 

作者单位:2. 中国石油大学(北京)海洋工程研究院 

论文分类号: TP391.9;P754;TE95

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