一种海洋模拟三维视景系统及其显示设备的制作方法

本发明涉及用于计算机制图的3d建模，特别涉及一种海洋模拟三维视景系统及其显示设备。

背景技术：

1、随着动力定位船舶的数量激增，经过专业培训的动力定位操作员必不可少。培训一名合格的动力定位操作员需要完善的培训设备，动力定位模拟器就是培训动力定位操作员的主要设备。在一套船舶动力定位模拟器系统中，三维视景显示占据着重要的地位，三维视景显示的最终效果决定着动力定位模拟器的沉浸感、交互性、构想性，影响着动力定位培训的效果，三维视景仿真技术是在数值仿真的基础上，结合了计算机技术，图形处理技术，光学技术，控制技术等多种高科技，对现实世界或者是人类想象的虚拟世界进行三维建模并实时驱动，通过显示器或者三维投影技术显示出来。

2、现有为了提高学员对船舶操控的熟悉程度，因此可通过模拟器，不仅可以在不操作实船设备的前提下进行反复练习，还可以模拟实现实船中不允许或在极端条件下才发生的各种临界操作、故障排查等功能，提高学员的相关操作水平和临场应变能力，通过构造仿真对象的三维模型并再现真实的环境，达到非常逼真的仿真效果，对于船舶动力定位模拟器具有重要的意义

3、但是现有技术只是采用单一的creator三维建模软件进行模型的建立，建模效果有一定局限性，对于三维海洋场景采用vega进行仿真，执行效率较低，功能不够强大，利用这种方法进行仿真没有从整体上来考虑，于是在物理上很难反映出一个复杂系统的多场景的任务仿真，同时也无法实现视觉上的真实感，会影响给人以虚拟环境的真实感与实时性，使得船舶动力定位模拟器的培训效果大大降低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种海洋模拟三维视景系统及其显示设备，能够解决对于三维海洋场景采用vega进行仿真，执行效率较低，功能不够强大，利用这种方法进行仿真没有从整体上来考虑，于是在物理上很难反映出一个复杂系统的多场景的任务仿真，同时也无法实现视觉上的真实感，会影响给人以虚拟环境的真实感与实时性，使得船舶动力定位模拟器的培训效果大大降低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海洋模拟三维视景系统，包括显示设备与操控模拟模块，所述操控模拟模块的输出端数据连接有移动模块，移动模块的输出端数据连接有船舶建模模块，船舶建模模块的输出端数据连接有三维实体与海洋场景仿真模块，三维实体与海洋场景仿真模块的输出端数据连接有图像生成模块，图像生成模块的输出端与显示设备的接收端数据连接，三维实体与海洋场景仿真模块的输入端数据连接有天气模拟数据库，天气模拟数据库包括随机模块以及计时模块。

3、优选的，所述三维实体与海洋场景仿真模块的输入端数据连接有电子海图模拟数据库。

4、优选的，所述计时模块根据当前船舶航行时间确定模拟场景的变化，从而三维实体与海洋场景仿真模块根据这些变化自动调整船舶外天气的画面，达到模拟日出或者日落等场景，同时随机模块随机生成天气数据，三维实体与海洋场景仿真模块根据天气数据自动生成雾天、大风、雷暴等天气，操作人员通过操控模拟模块上的操控按钮模拟船舶日常启动流程，同时船舶建模模块生产相对应的操作画面并最终在显示设备上显示，当船舶模拟启动完毕后，移动模块启动，三维实体与海洋场景仿真模块同步在显示设备上生产相对应的海洋场景、船舶周围场景以及远景的画面，从而达到模拟船舶在海洋上行驶的画面，在系统开启前，系统将该船舶显示位置随机设置在电子海图上，同时三维实体与海洋场景仿真模块根据电子海图模拟数据库的位置信息自动生产相对应的画面，同时当该系统在模拟船舶航行时，电子海图模拟数据库同步更新当前船舶航行数据，三维实体与海洋场景仿真模块自动生产当前位置的三维实体图像。

5、优选的，所述显示设备包括主屏，主屏的两侧分别设有两个副屏，主屏与两个副屏的背面设有嵌入框体。

6、优选的，所述主屏的背面固定连接有口型框架，口型框架的一侧延伸进嵌入框体内并与嵌入框体内壁固定连接，口型框架靠近主屏的内侧面上转动连接有螺纹杆，螺纹杆的外表面螺纹套设有螺纹套，螺纹套相反的两侧表面上转动连接有两个转动推板，转动推板的另一侧与副屏的背面转动连接。

7、优选的，所述螺纹杆的另一端固定连接有限制板，限制板背对螺纹杆的一侧表面固定连接有转轴，转轴的另一端与口型框架内侧面转动连接，转轴的外表面固定套设有皮带轮。

8、优选的，所述口型框架的底部固定连接有伺服电机，伺服电机的输出轴上同样固定连接有皮带轮，两个皮带轮之间传动连接有传动皮带。

9、优选的，所述副屏靠近主屏的背面固定连接有转动头，主屏靠近副屏的背面上有转动座，转动头与转动座转动连接。

10、优选的，所述转动座背对转动头的一侧设有收缩壳体，收缩壳体与主屏的背面固定连接，转动座面向收缩壳体的一侧表面上固定连接有拉扯杆，拉扯杆的另一端滑动贯穿进收缩壳体内，拉扯杆位于收缩壳体内的一端固定连接有限位滑板，限位滑板与收缩壳体内壁滑动连接。

11、优选的，所述限位滑板与收缩壳体内壁之间固定连接有弹簧，弹簧活动套设在拉扯杆的外表面上。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、(1)、该海洋模拟三维视景系统及其显示设备，随机生成天气数据，三维实体与海洋场景仿真模块根据天气数据自动生成雾天、大风、雷暴等天气，这样进一步增加了该海洋模拟三维视景系统的画面效果以及多样式，同时也增加了操作者在模拟操控船舶运行时的真实性，使得操作者可以模拟船舶在不同天气下运行所需要的操作，进一步提高了船舶模拟的效果。

14、(2)、该海洋模拟三维视景系统及其显示设备，控制螺纹杆进行旋转时，螺纹套在螺纹杆螺纹齿牙的传动下进行水平方向位移，当螺纹套向靠近主屏的一侧位移时，螺纹套会对转动推板形成推力，因此使得两个副屏进行相对方向转动，当螺纹套向远离主屏的一侧位移时，转动推板会对副屏形成拉力，使得两个副屏进行相反方向位移，通过上述结构从而便于控制两个副屏的展开角度，因此提高了该显示设备在播放不同场景画面时的播放效果，使得操作者更加身临其境，保障了在进行海洋航运模拟时的操作效果，同时也使得该显示设备适用于不同场景，保障了该显示设备的使用效果。

15、(3)、该海洋模拟三维视景系统及其显示设备，当两个副屏进行相对方向转动时，转动头与转动座之间发生转动，同时转动座会对拉扯杆形成拉力，使得拉扯杆同步限位滑板在收缩壳体内滑动，同时弹簧受力进行收缩，当两个副屏在进行相反方向转动时，转动座推动拉扯杆收缩进收缩壳体内，同时弹簧进行拉伸，通过上述可知转动座与转动头可以对副屏形成有效地支撑效果，尽量避免了副屏与主屏出现分离的问题，同时收缩壳体等结构的设置，尽量避免了副屏在转动时转动座与转动头之间出现机械卡死的问题，保障了副屏转动时的稳定性。

16、(4)、该海洋模拟三维视景系统及其显示设备，在系统开启前，系统将该船舶显示位置随机设置在电子海图上，同时三维实体与海洋场景仿真模块根据电子海图模拟数据库的位置信息自动生产相对应的画面，同时当该系统在模拟船舶航行时，电子海图模拟数据库同步更新当前船舶航行数据，三维实体与海洋场景仿真模块自动生产当前位置的三维实体图像，这样保障了该三维视景系统显示的随机性以及多样性。