虛擬現實座艙工程模擬器制造技術

本發明專利技術公開了一種虛擬現實座艙工程模擬器，包括：虛擬現實頭戴顯示設備，用于顯示計算平臺發送的座艙模型；虛擬現實輸入設備，用于向所述計算平臺輸入虛擬現實操作信息；運動學平臺，用于虛擬現實座艙工程模擬器隨著虛擬現實場景變化發生運動參數變化；計算平臺，用于生成所述座艙顯示模型，所述計算平臺還用于運行座艙設計模塊與評估模塊，評估模塊對所述虛擬現實模型與操作信息進行評估，并向用戶提供評估結果，以便用戶針對評估結果調整座艙模型。本發明專利技術依托虛擬現實座艙工程模擬器，基于設計者與用戶閉環迭代方法構建了一套集座艙系統的設計、仿真、分析評估、用戶反饋的工具鏈，從而提升座艙設計的開發效率和品質。

Virtual reality cockpit engineering simulator

The invention discloses a virtual reality cockpit simulator, including: virtual reality head mounted display device for displaying a cabin model computing platform transmission; virtual reality input device, the computing platform used for input information to the virtual reality operation; kinematics platform for virtual reality cockpit engineering simulator with virtual reality scene change motion parameters change; computing platform, a model for generating the cockpit display, the computing platform for running the cockpit design module and evaluation module, the evaluation module to evaluate the virtual reality model and operation information, and provide users with the evaluation results, so that the user can adjust according to the evaluation result cabin model. The present invention relies on virtual reality cockpit engineering simulator, the designer and the user closed loop iterative method is constructed based on a set of design, cockpit system simulation, analysis and evaluation, user feedback tool chain, so as to enhance the development efficiency and quality of the cockpit design.

【技術實現步驟摘要】
虛擬現實座艙工程模擬器
本專利技術涉及一種虛擬現實(VirtualReality,VR)模擬設備，具體涉及一種虛擬現實座艙工程模擬器。
技術介紹
傳統座艙工程模擬器采用半物理系統實現，一旦制作完成，很難修改。這對快速收斂用戶需求，提高設計效率，縮短設計時間極為不利。半物理系統的座艙由多個子系統共同組成并協同工作。其中，主要部分是座艙中的儀表顯示系統和操作控制系統。儀表顯示系統集成機內各個系統采集的數據并進行顯示處理。對于每個顯示模塊，在子系統測試驗證時需要制作子系統的模擬設備，進入整體座艙儀表顯示系統后，需要再次進行整體測試驗證。座艙系統中以用戶為對象的人機接口是設計的核心，往往用戶在模擬系統或原型系統制作完成后才能開始體驗和反饋意見，此時用戶反饋意見以及測試模擬出現問題，對于后期修改再設計是十分不利的。對于操作控制系統等其他座艙系統來說也具有同樣問題。因此，傳統座艙工程模擬器無法真正為設計、用戶反饋，設計改進，以及后續的仿真、驗證等開發工作帶來高效率的服務。在投入使用時受到空間和資源限制。
技術實現思路
本專利技術旨在至少解決上述技術問題。如果存在一套體積小、應用范圍廣、并支持快速開發的輕型座艙工程模擬器，使得座艙系統在開發初始階段時即可進行用戶仿真體驗，便可為開發者與用戶之間建立起快速閉環迭代過程，為設計開發帶來效率和品質的大幅提升。為此，本專利技術的目的在于提出一種虛擬現實座艙工程模擬器，實現座艙的快速設計、仿真和評估。為了實現上述目的，本專利技術的實施例公開了一種虛擬現實座艙工程模擬器，包括：虛擬現實頭戴顯示設備，所述虛擬現實頭戴顯示設備用于根據計算平臺發送的座艙模型進行顯示；虛擬現實輸入設備，所述虛擬現實輸入設備用于向計算平臺輸入虛擬現實操作信息；所述計算平臺，所述計算平臺分別與所述虛擬現實頭戴顯示設備、所述虛擬現實輸入設備和后述運動學平臺連接，所述計算平臺用于生成座艙模型，所述計算平臺還用于對虛擬現實仿真信息進行評估并向用戶反饋評估結果，所述計算平臺還用于根據用戶針對所述評估結果調整模型參數，以實現在設計者與用戶(DesignertoCustomer,D2C)之間進行閉環快速迭代以調整所述座艙模型，所述計算平臺還用于響應所述虛擬現實輸入設備并輸出動力學參數；運動學平臺，所述運動學平臺上設置有座椅，所述運動學平臺與所述計算平臺連接，以根據所述計算平臺發送的運動指令進行相應的運動。根據本專利技術實施例的虛擬現實座艙工程模擬器，利用D2C閉環快速迭代開發方法實現了座艙系統的設計、仿真、分析評估、用戶反饋的鏈式服務，構建高效率的一體化座艙工程模擬器平臺。本專利技術利用座艙設計、模擬仿真、分析評估，使得設計者與用戶互聯，形成閉環結構。座艙設計與用戶數據作為交互數據在設計者與用戶間交互，迭代完善座艙設計。另外，根據本專利技術上述實施例的虛擬現實座艙工程模擬器，還可以具有如下與D2C閉環快速迭代開發方法有關的技術特征：進一步地，所述D2C閉環快速迭代方法包括：接收用戶輸入的調整后的模型外觀及功能參數，并根據所述調整后的模型參數更新所述座艙模型；根據更新的座艙模型進行座艙系統仿真；仿真中用戶對更新后的座艙模型進行操作并提供最新評估結果，如果所述最新評估結果不滿足用戶需求則對調整模型參數至提供最新評估結果之間的步驟繼續迭代，直至最新評估結果滿足所述用戶需求為止；如果所述最新蘋果結果滿足用戶需求，則確定滿足所述用戶需求的座艙模型為最終座艙模型。進一步地，所述計算平臺包括：座艙框架模型庫，所述座艙框架模型庫中存儲有多個座艙框架模型；設備外觀設定模塊，用于設定座艙的儀表顯示系統和操作控制系統的外觀顯示形式；系統功能設定模塊，用于設定座艙的儀表顯示系統和操作控制系統的功能；反饋信息接收模塊，用于接收用戶提供的座艙操作反饋信息；信息推送模塊，用于向預設用戶終端推送所述座艙操作反饋信息，以便所述預設用戶終端通過所述計算平臺調整座艙模型；其中，所述座艙設計過程包括：從所述座艙框架模型庫中選擇座艙框架模型，然后設定座艙的儀表顯示系統和操作控制系統的外觀顯示形式，以及設定座艙的儀表顯示系統和操作控制系統功能組成座艙模型。進一步地，所述計算平臺還包括模型導入接口，用于導入座艙框架模型。進一步地，所述座艙設計模塊通過計算機輔助設計(ComputerAidedDesign，CAD)軟件設計形成所述多個座艙框架模型。進一步地，還包括：第三方監視模塊，所述第三方監視模塊與所述計算平臺連接，用于以從第三方視角顯示與所述虛擬現實頭戴顯示設備上的顯示內容相應的信息。進一步地，所述第三方監視模塊還用于顯示所述虛擬現實頭戴顯示設備上的顯示內容和相應的仿真參數。進一步地，所述運動學平臺為六自由度平臺。進一步地，所述虛擬現實頭戴顯示設備為3維(Three-Dimension，3D)顯示且視角為360度的虛擬現實頭戴顯示設備。進一步地，所述虛擬現實輸入設備為數據手套。本專利技術的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本專利技術的實踐了解到。附圖說明本專利技術的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：圖1是本專利技術一個實施例的虛擬現實座艙工程模擬器的結構框圖；圖2是本專利技術一個實施例中使用設計者與用戶閉環快速迭代方法的示意圖；圖3是本專利技術一個實施例中虛擬現實座艙工程模擬器的硬件平臺的示意圖；圖4是本專利技術一個實施例中虛擬現實座艙工程模擬器的軟件功能的結構框圖；圖5是本專利技術一個實施例中虛擬現實座艙工程模擬器的執行過程的流程圖。具體實施方式以下結合附圖描述本專利技術。圖1是本專利技術一個作為實施例的虛擬現實座艙工程模擬器的結構框圖。如圖1所示，一種虛擬現實座艙工程模擬器，包括虛擬現實頭戴顯示設備100、虛擬現實輸入設備200、計算平臺300和運動平臺400。其中，虛擬現實頭戴顯示設備100用于顯示計算平臺發送的座艙模型。在本專利技術的實施例中，虛擬現實頭戴顯示設備100可以為3D顯示且視角為360度的虛擬現實頭戴顯示設備，其體積小、方便穿戴，克服了現有小型虛擬現實模擬器中視角顯示受限的問題，可以很逼真地模擬出實際環境下試飛場景。且眼鏡中的視景可以根據需求進行軟件開發，場景的切換也很方便。全空間的3D視景顯示可以很大程度上提高試飛員等相關人員的沉浸感。虛擬現實輸入設備200用于向計算平臺300輸入虛擬現實操作信息。進一步地，虛擬現實輸入設備200為高精度數據手套。高精度數據手套保證用戶在座艙中對儀表顯示系統以及操作控制系統的模擬操作更加精準、靈活、穩定。使用VR顯示與高精度數據手套相結合，利用高精度數據手套的力反饋、定位、姿態模擬功能，在VR世界中完全模擬操作過程與操作感受，取代原有的機械開關，使得座艙系統的模擬不再需要真實的設備，降低座艙模擬器的開發難度與開發周期。運動學平臺400上設置有座椅。運動學平臺與計算平臺300連接，以根據計算平臺300發送的運動指令進行相應的運動。計算平臺300分別與虛擬現實頭戴顯示設備100、虛擬現實輸入設備200和運動學平臺400連接。計算平臺300用于根據外部輸入的模型參數生成座艙模型，所述計算平臺還用于D2C之間進行閉環快速迭代以調整座艙模型，計算平臺300還用于響應虛擬現實輸入設備20本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種虛擬現實座艙工程模擬器，其特征在于，包括：虛擬現實頭戴顯示設備，所述虛擬現實頭戴顯示設備用于根據計算平臺發送的座艙模型進行顯示；虛擬現實輸入設備，所述虛擬現實輸入設備用于向計算平臺輸入虛擬現實操作信息；所述計算平臺，所述計算平臺分別與所述虛擬現實頭戴顯示設備、所述虛擬現實輸入設備和后述運動學平臺連接，所述計算平臺用于生成座艙模型，所述計算平臺還用于對虛擬現實仿真信息進行評估并向用戶反饋評估結果，所述計算平臺還用于根據用戶針對所述評估結果調整模型參數，以實現在設計者與用戶(Designer?to?Customer,D2C)之間進行閉環快速迭代以調整所述座艙模型，所述計算平臺還用于響應所述虛擬現實輸入設備并輸出動力學參數；運動學平臺，所述運動學平臺上設置有座椅，所述運動學平臺與所述計算平臺連接，以根據所述計算平臺發送的運動指令進行相應的運動。

【技術特征摘要】
1.一種虛擬現實座艙工程模擬器，其特征在于，包括：虛擬現實頭戴顯示設備，所述虛擬現實頭戴顯示設備用于根據計算平臺發送的座艙模型進行顯示；虛擬現實輸入設備，所述虛擬現實輸入設備用于向計算平臺輸入虛擬現實操作信息；所述計算平臺，所述計算平臺分別與所述虛擬現實頭戴顯示設備、所述虛擬現實輸入設備和后述運動學平臺連接，所述計算平臺用于生成座艙模型，所述計算平臺還用于對虛擬現實仿真信息進行評估并向用戶反饋評估結果，所述計算平臺還用于根據用戶針對所述評估結果調整模型參數，以實現在設計者與用戶(DesignertoCustomer,D2C)之間進行閉環快速迭代以調整所述座艙模型，所述計算平臺還用于響應所述虛擬現實輸入設備并輸出動力學參數；運動學平臺，所述運動學平臺上設置有座椅，所述運動學平臺與所述計算平臺連接，以根據所述計算平臺發送的運動指令進行相應的運動。2.根據權利要求1所述的虛擬現實座艙工程模擬器，其特征在于，所述D2C閉環快速迭代方法包括：接收用戶輸入的調整后的模型外觀及功能參數，并根據所述調整后的模型參數更新所述座艙模型；根據更新的座艙模型進行座艙系統仿真；仿真中用戶對更新后的座艙模型進行操作并提供最新評估結果，如果所述最新評估結果不滿足用戶需求則對調整模型參數至提供最新評估結果之間的步驟繼續迭代，直至最新評估結果滿足所述用戶需求為止；如果所述最新蘋果結果滿足用戶需求，則確定滿足所述用戶需求的座艙模型為最終座艙模型。3.根據權利要求1所述的虛擬現實座艙工程模擬器，其特征在于，所述計算平臺包括：座艙框架模型庫，所述座艙框架模型庫中存儲有多個座艙框架模型；設備外觀設定模...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張超，施曉牧，吳虹，
申請(專利權)人：清華大學，
類型：發明
國別省市：北京,11