“互联网+”时代虚拟船舶交互实验平台建设与实践
发布时间：2021-11-12 09:52
为改善船舶与海洋工程专业虚拟实验教学环境,丰富实验教学资源,基于互联网、虚拟仿真等新技术和虚拟交互设备等新媒介,按照"一个导向,两个特色,三个环境,四个阶段"的搭建思路,组建了虚拟船舶交互实验平台。通过虚拟仿真实验、翻转课堂教学、船厂实习、学生科技创新四位一体的教学模式,解决了教学手段缺乏改革创新、学生学习兴趣不高、优质教学资源匮乏等问题。
【文章来源】：实验室研究与探索. 2018,37(10)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
舰船综合评估软件1．2船舶制造阶段实验软件
供一种针对大型装备、危险实验的全新实验教学和考核模式，同时提高了学生的学习兴趣［9-10］。1．3船舶产品阶段实验系统(1)虚拟船舶交互仿真系统。虚拟船舶交互仿真系统是中心为了提高船舶与海洋工程专业学生对船舶产品的深入了解和三维总布置设计能力，而自主研发的一套网络开放共享虚拟仿真实验系统，包括虚拟船舶交互仿真软件、虚拟头盔、虚拟手套、万向跑步机、录像和摄像设备、服务器和显示器。虚拟船舶交互仿真软件采用教学案例船57000t散货船为实验对象(见图6)，基于沉浸式虚拟现实设备的高端产品HTCVive头盔和Omni万向跑步机研发，实验学生通过虚拟头盔和手套与虚拟世界完成交互操作，通过万向跑步机在虚拟船舶上任意活动，大大增强了实验学生的感官体验和学习兴趣［11］。通过虚实环境融合设备将学生物理形象与虚拟场景融合，学生整个实验过程和结果在显示终端实时显示出来，方便实验教师观察和指导实验过程，评判实验效果(见图7)。该软件包括上层建筑虚拟舱室、舱面设备虚拟操作、救生设备虚拟操作、消防设备虚拟操作、IMO安全标志学习、总布置设计、图6虚拟船舶交互仿真软件部分场景461
橹て教ǘ?榻ǖ囊?套网络开放共享的虚拟仿真实验系统，包括虚拟船舶三维校审软件、专业模型库、虚拟头盔和手柄、服务器和显示器。中心在引进虚拟船舶三维校审软件的基础上，开发了包含各类船型的船型库、各类分(总)段和零部件的中间产品库、以及各类船用设备的设备库组成的专业模型库。虚拟船舶三维校审系统的模型快速浏览功能，能够兼容多种格式原始模型的目录结构和属性，并能够对模型进行透明、隐藏、变色、局部剖切、全局剖切、测量等操作，方便学生和教师观察(见图8)。应用该系统模型三维校审功能，教师可在三维场景中直接使用云线批注和注释学生设计作品，系统自动生成Excel审查意见表供学生查询修改作品(见图9)。系统基于人机工程学的人因视检(Ergonomic)功能，也称人因工程(HumanFactorsEngineering，HFE)，采用美国船级社(ABS)标准，固化了人体作业时常用的28种姿态，通过模拟实际操作，找出设计产品错误点和优化点，提高产品设计的合理性和舒适性，从而指导学生设计完成更加符合人机工程学的船舶产品。虚拟船舶三维校审系统支持沉浸式虚拟现实和非沉浸式虚拟现实两种模式，前者支持高端虚拟现实设备HTCVive头盔和手柄，后者支持多人异地协同校审，即通过互联网完成开放共享实验。图8模型浏览与人因视检案例图9三维设计校审案例1．4船舶使用阶段实验系统中心经过10余年对舰船驾控模拟技术和装置的不断研发与升级改造，到目前为止已设计完成了多套水面舰船和水下潜器的舰船驾控模拟系统(见图10)，能够支持各类水面舰艇(如驱逐舰、补给舰、巡逻艇、气垫船等)、工程船(铺管船、驳
【参考文献】：
期刊论文
[1]改革实训教学模式,提高学生综合设计能力[J]. 宋华军,邵帅,刘润华,任旭虎. 实验室研究与探索. 2017(09)
[2]教育信息化新阶段教育技术中心发展路径探析[J]. 牛拥,冯奕競. 实验室研究与探索. 2017(09)
[3]面向本科生的科研实验教学探索与实践[J]. 郑双凌,徐珺. 实验室研究与探索. 2017(09)
[4]网络教学平台支持下的混合教学多模态考核方式[J]. 窦燕,王常武,赵逢达,李贤善,李可. 中国教育信息化. 2017(14)
[5]谈虚拟仿真实验教学中心建设中的“虚实结合”原则[J]. 程海丽,张敬宗,王献云,姜德民,冯少杰,祝恩阳. 甘肃科技. 2017(03)
[6]虚实结合的机械设计实验教学方法[J]. 宁方立,王琳. 实验室研究与探索. 2017(02)
[7]基于“互联网+”的四维实践教学模式[J]. 刘艳,江冰,朱金秀,张学武. 实验室研究与探索. 2016(12)
[8]船舶拖航系统六自由度操纵运动仿真[J]. 吴成成,袁利毫,昝英飞,王鑫. 舰船科学技术. 2016(11)
[9]气垫船碰撞冲击动力学响应三维数值模拟[J]. 葛亮,田正东,袁利毫. 中国舰船研究. 2015(03)
[10]基于MAS和FS的多任务舰船作战效能评估方法[J]. 刘旸,孟梅,张恒,姚军. 哈尔滨工业大学学报. 2014(02)
硕士论文
[1]船舶操纵模拟器视景仿真研究[D]. 袁利毫.哈尔滨工程大学 2007
[2]TRIBON模型的数据抽取及二次开发[D]. 姚竞争.哈尔滨工程大学 2006
本文编号：3490671
【文章来源】：实验室研究与探索. 2018,37(10)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
舰船综合评估软件1．2船舶制造阶段实验软件
供一种针对大型装备、危险实验的全新实验教学和考核模式，同时提高了学生的学习兴趣［9-10］。1．3船舶产品阶段实验系统(1)虚拟船舶交互仿真系统。虚拟船舶交互仿真系统是中心为了提高船舶与海洋工程专业学生对船舶产品的深入了解和三维总布置设计能力，而自主研发的一套网络开放共享虚拟仿真实验系统，包括虚拟船舶交互仿真软件、虚拟头盔、虚拟手套、万向跑步机、录像和摄像设备、服务器和显示器。虚拟船舶交互仿真软件采用教学案例船57000t散货船为实验对象(见图6)，基于沉浸式虚拟现实设备的高端产品HTCVive头盔和Omni万向跑步机研发，实验学生通过虚拟头盔和手套与虚拟世界完成交互操作，通过万向跑步机在虚拟船舶上任意活动，大大增强了实验学生的感官体验和学习兴趣［11］。通过虚实环境融合设备将学生物理形象与虚拟场景融合，学生整个实验过程和结果在显示终端实时显示出来，方便实验教师观察和指导实验过程，评判实验效果(见图7)。该软件包括上层建筑虚拟舱室、舱面设备虚拟操作、救生设备虚拟操作、消防设备虚拟操作、IMO安全标志学习、总布置设计、图6虚拟船舶交互仿真软件部分场景461
橹て教ǘ?榻ǖ囊?套网络开放共享的虚拟仿真实验系统，包括虚拟船舶三维校审软件、专业模型库、虚拟头盔和手柄、服务器和显示器。中心在引进虚拟船舶三维校审软件的基础上，开发了包含各类船型的船型库、各类分(总)段和零部件的中间产品库、以及各类船用设备的设备库组成的专业模型库。虚拟船舶三维校审系统的模型快速浏览功能，能够兼容多种格式原始模型的目录结构和属性，并能够对模型进行透明、隐藏、变色、局部剖切、全局剖切、测量等操作，方便学生和教师观察(见图8)。应用该系统模型三维校审功能，教师可在三维场景中直接使用云线批注和注释学生设计作品，系统自动生成Excel审查意见表供学生查询修改作品(见图9)。系统基于人机工程学的人因视检(Ergonomic)功能，也称人因工程(HumanFactorsEngineering，HFE)，采用美国船级社(ABS)标准，固化了人体作业时常用的28种姿态，通过模拟实际操作，找出设计产品错误点和优化点，提高产品设计的合理性和舒适性，从而指导学生设计完成更加符合人机工程学的船舶产品。虚拟船舶三维校审系统支持沉浸式虚拟现实和非沉浸式虚拟现实两种模式，前者支持高端虚拟现实设备HTCVive头盔和手柄，后者支持多人异地协同校审，即通过互联网完成开放共享实验。图8模型浏览与人因视检案例图9三维设计校审案例1．4船舶使用阶段实验系统中心经过10余年对舰船驾控模拟技术和装置的不断研发与升级改造，到目前为止已设计完成了多套水面舰船和水下潜器的舰船驾控模拟系统(见图10)，能够支持各类水面舰艇(如驱逐舰、补给舰、巡逻艇、气垫船等)、工程船(铺管船、驳
【参考文献】：
期刊论文
[1]改革实训教学模式,提高学生综合设计能力[J]. 宋华军,邵帅,刘润华,任旭虎. 实验室研究与探索. 2017(09)
[2]教育信息化新阶段教育技术中心发展路径探析[J]. 牛拥,冯奕競. 实验室研究与探索. 2017(09)
[3]面向本科生的科研实验教学探索与实践[J]. 郑双凌,徐珺. 实验室研究与探索. 2017(09)
[4]网络教学平台支持下的混合教学多模态考核方式[J]. 窦燕,王常武,赵逢达,李贤善,李可. 中国教育信息化. 2017(14)
[5]谈虚拟仿真实验教学中心建设中的“虚实结合”原则[J]. 程海丽,张敬宗,王献云,姜德民,冯少杰,祝恩阳. 甘肃科技. 2017(03)
[6]虚实结合的机械设计实验教学方法[J]. 宁方立,王琳. 实验室研究与探索. 2017(02)
[7]基于“互联网+”的四维实践教学模式[J]. 刘艳,江冰,朱金秀,张学武. 实验室研究与探索. 2016(12)
[8]船舶拖航系统六自由度操纵运动仿真[J]. 吴成成,袁利毫,昝英飞,王鑫. 舰船科学技术. 2016(11)
[9]气垫船碰撞冲击动力学响应三维数值模拟[J]. 葛亮,田正东,袁利毫. 中国舰船研究. 2015(03)
[10]基于MAS和FS的多任务舰船作战效能评估方法[J]. 刘旸,孟梅,张恒,姚军. 哈尔滨工业大学学报. 2014(02)
硕士论文
[1]船舶操纵模拟器视景仿真研究[D]. 袁利毫.哈尔滨工程大学 2007
[2]TRIBON模型的数据抽取及二次开发[D]. 姚竞争.哈尔滨工程大学 2006
本文编号：3490671
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