VR場景虛擬仿真丨VR定制開發解決方案

VR虛擬仿真技術，是用計算機系統模仿一個真實場景的技術。VR虛擬仿真構成的三維信息虛擬環境，可以逼真地模擬現實世界（甚至是不存在的）的事物和環境，還可以投入到這種環境中，體驗到“親臨其境"的感覺，并可模擬人的視覺、聽覺、觸覺等   感覺器官自然地和計算機虛擬環境系統進行交互。突破了空間、時間以及其他客觀條件的限制，從而感受到真實世界中無法親身經歷的體驗。

• 沉浸性    計算機產生一種人為虛擬的環境，通過計算機圖形構成的三維數字模型，編制到計算機中去產生逼真的虛擬環境，讓用戶感受到自己已進入虛擬環境的感覺, 獲得身臨其境的感受和臨場參與感。

• 交互性    VR虛擬仿真系統中，可以通過外部設備以及人近乎自然的行為（自身的語言、肢體的動作等）對環境進行控制，并能夠對人的操作予以實時的反應。例如，當操作員按動采煤機啟動按鈕時，會看見虛擬場景的采煤機開始運轉；按滾筒左升按鈕時，采煤機會隨著速度的控制而向左上升進行采煤

• 虛幻性    系統中的環境是虛幻、模擬的，既可以模擬客觀世界中以前存在過的或是現在真實存在的環境，也可模擬出客觀世界中當前并不存在的但將來可能出現的環境，還可模擬客觀世界中并不會存在的而僅僅屬于人們幻想的環境。

• 逼真性    虛擬環境給人的各種感覺與所模擬的客觀世界非常相像，一切感覺如同在真實世界一樣逼真； 當人以自然的行為作用于虛擬環境時，虛擬環境做出的反應也符合客觀世界的有關規律。如當給  虛幻物體一個作用力，該物體的運動就會符合力學定律，會沿著力的方向產生相應的加速，當它  遇到障礙物時，就會被阻擋。

隨著技術的迅速發展以及在設備中的成功應用，使得設備的科技含量不斷升高，功能不斷增強，設備的使用及維護也變得越來越復雜，如何快速地讓技術人員掌握高精設備的使用和維修方法是迫切需要解決的問題。武漢靈智妙境科技有限公司利用虛擬設備技術將訓練的部分內容移植到虛擬設備上，能在很大程度上避免這些缺點，同時基于虛擬設備的訓練不受時間空間以及天氣環境的限制，不受設備數量的限制，可反復實施而幾乎不會增加成本，從而也可以提高訓練效率。

設備虛擬操作訓練系統的優點包括： 
1）   成本更低。一次性投入，可無限復制，單套產品成本低。
2）   應用范圍不受限制，對場地硬件要求較低。
3）   表現元素更豐富。可以集文字、聲音、圖像、視頻、動畫、控制邏輯、數據庫等于一體。

       4）   表現力更直觀。可以任意視角、任意距離觀看設備的任何一個外部或內部的部件，同時超現實的手段的運用可以將設備的工作原理以更直  觀的方式表達出來， 例如機構的運動、油路、電路的走向等。

       5）   訓練更人性化。技術人員進行虛擬的操作訓練，不用擔心損壞設備，在操作的過程中如果出現錯誤還可以給出語音和文字提示。

       6）   更易修改和擴充。當設備進行修改或升級時，軟件系統也能方便地進行更新，升級成本遠低于實物教學設備的升級。

通過VR虛擬仿真技術還原真實的場景及場景中裝備相應的操作，來驗證操作的合理性和規范性，可以給新配備的操作人員提供相應的指導和學習，也可以用來優化現場操作流程。
          1)對指揮室內進行建模，包括室內控制設備、指揮臺等方面布局的驗證，并在室內漫游；

  2)對室外場地的建模、車輛裝備、維修設施、道路規劃、車輛裝備停靠標志等；
  3)對指揮室內控制系統功能的模擬，包括對室外場地設備的管理、場地車輛裝備數據狀態收集、對場地車輛等裝備指令發出等；

          4)室外地面的各種車輛等設備的操作流程模擬，包括車輛裝備的達到狀態、到達場地停泊的規范操作，車輛裝備停靠后檢修保養模擬、車輛裝備出發前操作流程模擬與監控；

          5)模擬不同天氣狀況下對場外車輛裝備的操作，同時開發相應的接口，便于后期添加不同的氣候狀況與相應的操作流程；

          6)在指揮室內對室外全場景的監控、可以調整視角查看任何地方、也可以查看任何地方設備的狀態數據、可實現全場景漫游、視角切換等；

 項目整體方案

構建虛擬場景，模擬室內和室外地面的數據操作流程。

?    達到逼真的三維效果，紋理和現實一致。

?    實現操作面板和現實一致的可視化，對操作室的人機界面進行仿真。

?    將自動化系統的各種邏輯關系，結合到操作流程中進行模擬。

?    整個操作平臺的使用（動作）和實際現場作業狀況相一致。

?    對流程、技術規范、操作規程等按實際情況規范，對操作流程步驟進行評分。

?    對整個流程以及各環節設備的啟動、停止（多種工況）進行模擬。