Метод синхронизации визуальной и динамической имитации управляемого движения в системах виртуальной реальности
02 ноября 2022 года
В.А.Чертополохов
Использование авиатренажеров – общепринятая мировая практика при подготовке пилотов гражданской авиации. Типичный подход к созданию стендов-тренажеров заключается в размещении полноразмерного макета кабины и экрана системы визуализации непосредственно на движущейся платформе. Однако в последнее время появляется все больше альтернативных технологических решений, в которых система визуализации не связана жестко с платформой:
- Экран визуализации остается неподвижным, а изображение корректируется в соответствии с положением платформы;
- Система визуализации (шлем виртуальной реальности) фиксируется на голове пользователя.
Как следствие, возникает необходимость не только корректно управлять механической платформой для создания динамических стимулов, но и обеспечить синхронизацию между визуальными и динамическими воздействиями. В рамках представляемой работы рассмотрены методические и прикладные аспекты решения данной задачи. Доклад состоит из четырех частей:
Первая часть посвящена задаче динамической имитации управляемых движений. В ней приведена постановка задачи, виды функционалов и рассмотрен типовой алгоритм для стендов-платформ опорного типа.
Во второй части описана задача формирования визуальной имитации в системах виртуальной реальности и приведен общий способ решения данной задачи.
Третья, основная, часть доклада содержит обобщение результатов предыдущих глав. Сформулирован метод синхронизации визуальной и динамической имитации. Также приведено решение ряда подзадач, в том числе построение управления подвижным стендом с использованием интегрального скользящего режима.
Последняя часть содержит описание модели стенда-тренажера нового типа, основанного на комплексе, состоящем из промышленного робота-манипулятора и шлема виртуальной реальности. Представлено решение задачи определения области активной фазы динамической имитации и смоделирована работа алгоритма согласования визуальной и динамической имитации. Приведена методика максиминного тестирования и ее использование для проверки робастности предложенного управления.