虚拟现实(Virtual Reality,简称 VR)技术是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、仿真技术等多学科发展起来的综合技术。随着社会生产力和科学技术的不断发展,各行各业对VR技术的需求日益旺盛,VR技术也取得了巨大进步,并逐步成为一个新的科学技术领域。
北京瑞达天润科技有限公司是国内专业的“虚拟仿真系统”设计与技术开发服务商,专注于虚拟仿真系统建设、虚拟仿真实验、虚拟仿真教学实训、虚拟仿真软件开发、虚拟现实系统设计集成,也是专业“虚拟仿真实验室、虚拟仿真教室和虚拟仿真实训室”系统解决方案供应商。
1虚拟现实技术在航天的应用——虚拟现实训练器
虚拟现实训练器建设方案主要是利用虚拟现实技术和虚拟仿真系统软硬件共同构建一套可以模拟飞行任务的沉浸式虚拟仿真训练实验环境,系统具有视、听、触等多种感知交互能力,用户可使用各种虚拟仿真交互设备进行虚拟仿真教学、虚拟仿真实验和虚拟仿真实训。虚拟现实训练器具有灵活性、更动代价小以及训练的经济性等优势,其也可作为传统训练方式的有益补充,完成前期训练准备等。
虚拟现实训练器包括虚拟现实训练系统和增强现实训练系统。虚拟现实头盔式训练系统包括头盔、位置跟踪、数据手套,虚拟现实训练器平台具备多人协同操作的能力,包括3个训练用头盔系统,3个系统可以单独使用也可以同时协同使用。4个系统通过网络互联,存在公共部分,包括仿真服务器、 控制计算机、数据采集及处理计算机、辅助支持设备等。
1.1虚拟现实训练系统主要内容:
· 采用HTC VIVE PRO头戴式设备,显示航天员第一视角三维场景图像供航天员观察。图像内容与任务临场感一致,图像内动态对象数据与真实一致。
· 通过HTC VIVE pro2.0定位器、VIVE Tracker追踪器组成大空间定位追踪, VIVE Tracker与数据手套配套使用,实现数据手套抓在虚拟空间中抓取、放置、投掷等动作。
· 通过Notiom动作捕捉手套,建立交互操作仿真算法,逼真模拟相应设备的操作,做到操作相似。
· 采用六自由度运动平台用于模拟失重状态下人体姿态与运动感知的变化以及训练设备末端的运动变化,与三维视觉场景相结合,实现对人体视觉和前庭觉的综合刺激,增强训练系统的逼真性。
1.2增强现实训练系统主要内容
通过虚实融合的增强现实技术,在真实设备和场景上根据训练内容进行虚拟设备或者场景的叠加,形成虚实融合一体的人在回路中的新型仿真系统,满足训练任务的需求。
· 采用微软HoloLens 2头戴式设备,以实际周围环境作为载体,在图像上添加各种虚拟信息显示,为训练员第一视角三维场景图像提供观察。
1.3系统集成服务
北京瑞达天润科技有限公司提供虚拟现实技术的整体解决方案,同时提供系统集成服务,包括网络搭建、音视频集中管理、通话系统等。
· 视频系统显示、分配多路计算机仿真信号以及网络IP图像,显示终端包括监视器和大液晶屏。
· 通话系统主要为受训人员之间、教员与受训人员之间交互与协同提供实时语音服务。
· 通过千兆IP网络实现与某外接设备专项训练器音视频互联。
· 在移动端无线控制中控系统,实现系统中核心设备的启动和关闭。
2虚拟现实技术在航空的应用——发动机虚拟维修性设计方法研究
随着现代装备科技含量的不断提高,装备造价和维修成本也不断攀升,在装备的生产研制阶段,就充分考虑到维修性,是节省装备寿命周期费用,提高使用适用性的有效方式。
发动机虚拟维修量化评价系统,主要是对飞机发动机在设计阶段的可维修性能进行量化评价。要求应用虚拟仿真技术和相关计算机技术,在计算机生成的包含有发动机虚拟维修样机、虚拟维修人员和维修工具的虚拟场景中,采用驱动虚拟维修人员的方式,通过人机交互来仿真整个维修过程,并从维修性、人机工效等角度对仿真结果进行分析与评估,以此辅助设计人员进行快速高效的维修性设计工作。
通过开发虚拟维修样机,在人机工程分析评估理论与方法基础上开发维修性分析与评估模块,在UE4平台上开发发动机虚拟维修设计系统,提供虚拟维修指标量化评价方法,开发维修性设计软件系统,为提升发动机维修性设计和评估的效率和质量。
主要内容:
(1)发动机虚拟维修样机及环境模块搭建
(2)基于维修的人体3D模型建模研究
(3)基于发动机维修的人素量化评价方法与技术研究
(4)基于发动机维修的人机工效评价方法与技术研究
(5)维修评估方法与技术研究
(6)发动机虚拟维修性设计软硬件平台搭建