虛擬現實(Virtual Reality,簡稱 VR)技術是綜合計算機圖形技術、多媒體技術、傳感器技術、并行實時計算技術、人工智能、仿真技術等多學科發展起來的綜合技術。隨著社會生產力和科學技術的不斷發展,各行各業對VR技術的需求日益旺盛,VR技術也取得了巨大進步,并逐步成為一個新的科學技術領域。
北京瑞達天潤科技有限公司是國內專業的“虛擬仿真系統”設計與技術開發服務商,專注于虛擬仿真系統建設、虛擬仿真實驗、虛擬仿真教學實訓、虛擬仿真軟件開發、虛擬現實系統設計集成,也是專業“虛擬仿真實驗室、虛擬仿真教室和虛擬仿真實訓室”系統解決方案供應商。
1虛擬現實技術在航天的應用——虛擬現實訓練器
虛擬現實訓練器建設方案主要是利用虛擬現實技術和虛擬仿真系統軟硬件共同構建一套可以模擬飛行任務的沉浸式虛擬仿真訓練實驗環境,系統具有視、聽、觸等多種感知交互能力,用戶可使用各種虛擬仿真交互設備進行虛擬仿真教學、虛擬仿真實驗和虛擬仿真實訓。虛擬現實訓練器具有靈活性、更動代價小以及訓練的經濟性等優勢,其也可作為傳統訓練方式的有益補充,完成前期訓練準備等。
虛擬現實訓練器包括虛擬現實訓練系統和增強現實訓練系統。虛擬現實頭盔式訓練系統包括頭盔、位置跟蹤、數據手套,虛擬現實訓練器平臺具備多人協同操作的能力,包括3個訓練用頭盔系統,3個系統可以單獨使用也可以同時協同使用。4個系統通過網絡互聯,存在公共部分,包括仿真服務器、 控制計算機、數據采集及處理計算機、輔助支持設備等。
1.1虛擬現實訓練系統主要內容:
· 采用HTC VIVE PRO頭戴式設備,顯示航天員視角三維場景圖像供航天員觀察。圖像內容與任務臨場感一致,圖像內動態對象數據與真實一致。
· 通過HTC VIVE pro2.0定位器、VIVE Tracker追蹤器組成大空間定位追蹤, VIVE Tracker與數據手套配套使用,實現數據手套抓在虛擬空間中抓取、放置、投擲等動作。
· 通過Notiom動作捕捉手套,建立交互操作仿真算法,逼真模擬相應設備的操作,做到操作相似。
· 采用六自由度運動平臺用于模擬失重狀態下人體姿態與運動感知的變化以及訓練設備末端的運動變化,與三維視覺場景相結合,實現對人體視覺和前庭覺的綜合刺激,增強訓練系統的逼真性。
1.2增強現實訓練系統主要內容
通過虛實融合的增強現實技術,在真實設備和場景上根據訓練內容進行虛擬設備或者場景的疊加,形成虛實融合一體的人在回路中的新型仿真系統,滿足訓練任務的需求。
· 采用微軟HoloLens 2頭戴式設備,以實際周圍環境作為載體,在圖像上添加各種虛擬信息顯示,為訓練員視角三維場景圖像提供觀察。
1.3系統集成服務
北京瑞達天潤科技有限公司提供虛擬現實技術的整體解決方案,同時提供系統集成服務,包括網絡搭建、音視頻集中管理、通話系統等。
· 視頻系統顯示、分配多路計算機仿真信號以及網絡IP圖像,顯示終端包括監視器和大液晶屏。
· 通話系統主要為受訓人員之間、教員與受訓人員之間交互與協同提供實時語音服務。
· 通過千兆IP網絡實現與某外接設備專項訓練器音視頻互聯。
· 在移動端無線控制中控系統,實現系統中核心設備的啟動和關閉。
2虛擬現實技術在航空的應用——發動機虛擬維修性設計方法研究
隨著現代裝備科技含量的不斷提高,裝備造價和維修成本也不斷攀升,在裝備的生產研制階段,就充分考慮到維修性,是節省裝備壽命周期費用,提高使用適用性的有效方式。
發動機虛擬維修量化評價系統,主要是對飛機發動機在設計階段的可維修性能進行量化評價。要求應用虛擬仿真技術和相關計算機技術,在計算機生成的包含有發動機虛擬維修樣機、虛擬維修人員和維修工具的虛擬場景中,采用驅動虛擬維修人員的方式,通過人機交互來仿真整個維修過程,并從維修性、人機工效等角度對仿真結果進行分析與評估,以此輔助設計人員進行快速高效的維修性設計工作。
通過開發虛擬維修樣機,在人機工程分析評估理論與方法基礎上開發維修性分析與評估模塊,在UE4平臺上開發發動機虛擬維修設計系統,提供虛擬維修指標量化評價方法,開發維修性設計軟件系統,為提升發動機維修性設計和評估的效率和質量。
主要內容:
(1)發動機虛擬維修樣機及環境模塊搭建
(2)基于維修的人體3D模型建模研究
(3)基于發動機維修的人素量化評價方法與技術研究
(4)基于發動機維修的人機工效評價方法與技術研究
(5)維修評估方法與技術研究
(6)發動機虛擬維修性設計軟硬件平臺搭建