[发明专利]基于HoloLens虚实结合技术的船舶主机拆装系统及其拆装方法

说明书

本发明涉及一种基于HoloLens虚实结合技术的船舶主机拆装系统及其拆装方法，系统包括HoloLens眼镜、命令识别模块、三维设备模型库、UI控制模块、功能模块、逻辑控制模块和增强显示模块，功能模块包含实操训练模块，拆装时，主机模型加载在当前真实环境中合适位置，操作者通过HoloLens眼镜显示虚实结合的主机拆装操作。本发明可随时随地训练，不受时间、空间限制，节省了更换设备的成本。

技术领域

本发明属于增强现实应用技术领域，具体涉及一种基于HoloLens虚实结合技术的船舶主机拆装系统及其拆装方法。

背景技术

随着国际航运业的发展，船舶科技水平的提高，各个国家都十分关注海上安全问题，国际海事组织(IMO)通过调研和分析，大约80％的海难事故都是人为因素引起的。IMO通过了STCW公约，即海员培训、发证和值班标准国际公约(International Convention onStandards of Training，Certification and Watchkeeping for Seafarers)，明确规定轮机员必须通过轮机员适任证书考试，其中船舶主机拆装是轮机员适任证书考试评估中非常重要的一个科目。船舶主机庞大且复杂，很多学员由于缺少足够的练习而导致这一科目不及格。在真实的船舶主机拆装练习中，船舶主机体积庞大，实验室空间有限，只能摆放一定数目的主机设备。这样，由于空间和时间的局限性，学员只能在课堂上参与拆装练习，课下基本没有拆装练习的机会。

现有的虚拟船舶主机拆装系统的运行终端有PC版，操作者通过鼠标与键盘进行交互操作，真实感不强，与现实世界的交互很少，而且需要复杂的操作设备，冗杂的数据线，长时间佩戴还会有眩晕感，也不能随时随地进行拆装练习，教学效果不佳。

增强现实是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息，通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于HoloLens虚实结合技术的船舶主机拆装系统及其拆装方法，本发明可随时随地训练，不受时间、空间限制，节省了更换设备的成本。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于HoloLens虚实结合技术的船舶主机拆装系统，包括，

HoloLens眼镜：用于显示船舶主机中设备和工具的三维模型、识别场景信息、采集操作者的位置信息；

命令识别模块：用于采集并识别操作者的指令，进行虚拟操作；

三维设备模型库：用于存储船舶主机中所有设备和工具的三维模型、所有设备中零件与零件之间的装配关系；

UI控制模块：用于根据命令识别模块采集的指令加载对应的设备、工具与功能模块；

功能模块：包含实操训练模块，实操训练模块用于根据UI控制模块加载不同场景的设备，然后按照船舶主机拆装逻辑调用逻辑控制脚本中的拆装逻辑函数，并根据HoloLens采集的场景信息以及操作者的位置信息、命令识别模块采集的指令，对调用的拆装逻辑函数进行逻辑判断；

逻辑控制模块：用于存储主机的拆装逻辑函数；

增强显示模块：用于虚拟模型在真实物理环境中的显示。

作为上述方案进一步地改进，三维设备模型库还存储有船舶主机中所有设备的拆装动画演示，功能模块还包含拆装演示模块，拆装演示模块用于根据UI控制模块加载的设备调用三维设备模型库中存储的对应设备的拆装动画演示。