Как стать автором
Обновить

VR + точная тактильная отдача. Имитационный тренажер буровой установки ZBO S15

Unity *Учебный процесс в IT Разработка под AR и VR *Разработка под Arduino *AR и VR

Использование технологии формирования виртуальной реальности (VR) для создания имитационных тренажеров для обучения персонала часто создает проблему точного управления различными элементами при помощи "стандартных" устройств VR. Использование джойстиков HTC Vive, например, очень затрудняет точное и быстрое управление джойстиками и тумблерами реальных установок, что не создает правильный механизм переноса навыков управления.

Даже использование качественных VR "рук", например  TAU Tracker не позволяет точно управлять рычагами и тумблерами, т.к. нет обратной связи и пальцы часто "проваливаются" в модели. Конечно, можно использовать системы имитации воздействия среды (осязания) обеспечивает имитацию силового сопротивления (необходимость приложения силы) при взаимодействии с виртуальными объектами. Устройства имитации осязания могут быть представлены, как простой перчаткой с сенсорным контактом, так и полной моделью, обеспечивающей силовое сопротивление во всех суставах рук или ног.

Система имитации воздействия  CyberGlove Haptic
Система имитации воздействия CyberGlove Haptic

Но это достаточно дорого, сложно... и не для этой задачи)

Перчатки  TAU Tracker (Россия)
Перчатки  TAU Tracker (Россия)

И вот получив очередной заказ на изготовление тренажера с точным воспроизведением моторики управления .... мы решили совместить VR шлем + трекеры для отслеживания рук, но само управление реализовать на интерактивном макете. Таким образом удалось с одной стороны максимально точно и реалистично реализовать восприятие пространства, с другой стороны точно воспроизвести устройства управления и пользователь точно ощущает качания и управление, в т.ч. вибрацию.

На наш взгляд такая связка соединяет все преимущества VR и учебных интерактивных макетов. Ну и вот что у нас получилось и как мы это делали.

3D VR модель буровой установки ZBO S15
3D VR модель буровой установки ZBO S15
Другой вид + инструктор
Другой вид + инструктор

Колонковое бурение – очень перспективное направление в части создания тренажеров. Мы смоделировать российскую установку ZBO S15, производства Завод бурового оборудования, г. Оренбург.

Реальная установка
Реальная установка

Разрабатываемый тренажер предназначен для обучения и проверки навыков машинистов буровой установки в процессе бурения скважин, их умения реагировать на изменение параметров, возникновение предаварийных и аварийных ситуаций, в виртуальных условиях, позволяя иметь представление о работе оборудования на реальном объекте.

Техническое задание включает реализацию следующих функций:

  • Имитация аварийных и предаварийных ситуаций;

  • Генерация звуковых сигналов, шумов работающего двигателя, основных агрегатов и узлов станка;

  • Автоматическая фиксация ошибок, допускаемых оператором;

  • Формирование базы данных результатов выполнения упражнений обучаемых;

  • Выбор упражнения из набора инструкций, задание начальных условий, управление подготовкой, началом и ходом выполнения упражнений с возможностью внесения текущих изменений;

  • Имитация реакции бурового станка на изменение типа и состава горной породы.

  • Точная математическая модель на всех режимах, в т.ч. стационарных и переходных.

Если с реализацией математической модели было все понятно и у нас имеется свой редактор математических моделей, точно описывающий поведение гидравлики и механики, то вот с аппаратной реализацией было интересно.

Поскольку времени на проектирование и заказ плат у нас просто не было, мы решили сделать так....

В конечном итоге данный стенд был соединен со стойкой для аттракциона Virtuality Freedom 3.0

И все получилось. Использование шлема на голове и трекеров Vive на руках + аппаратный пульт управления сделали именно то что нужно.

Вот процесс монтажа у заказчика в Сибирском геофизическом колледже (Новосибирск) - (плазма для того, чтобы "зрители" могли комфортно наблюдать за процессом, причем управляя "камерой" для обзора)

Теги:
Хабы:
Всего голосов 5: ↑5 и ↓0 +5
Просмотры 1.6K
Комментарии Комментарии 11