聚焦航空+虚拟现实,打造新时代大型沉浸式座舱仿真环境

作者:会飞的鱼 2018-12-22 11:25:03

  航空工业上电成立于1954年,隶属于中国航空工业集团有限公司,是中航航空电子系统股份有限公司全资子公司。航空工业上电拥有军用航空、民用航空、非航防务和非航民品四大业务板块。在军、民用航空和非航空防务领域,致力于为客户提供照明系统、操控板组件及调光控制系统(CPA&DCS)、告警系统、二次配电系统和语音识别系统五大系列产品。非航防务业务主要服务于航天、船舶、兵器、电子等军工领域,为客户提供基于不同应用场景的创新性系统解决方案和服务。民用产品包括园林工具、汽车发动机和变速箱精密零部件、第四代高速机车动力头零部件、胎压监测系统、车载逆变电源和通用继电器等六大系列产品。

  

中国航空工业虚拟现实产业联盟应用研究中心

  作为中国航空工业虚拟现实产业联盟常务理事单位与联盟应用研究中心主任单位,航空工业上电本着航空工业集团“三同”原则,以自有民族品牌-中航国画系列激光投影机为核心,融合已有的虚拟现实技术研究基础(基于空间红外图像分析的光学跟踪技术、基于多通道沉浸式投影系统的透视投影变换矩阵技术、基于几何模型的三维场景构建技术等虚拟现实核心技术),创新出基于激光显示的沉浸式虚拟现实系统,包含CAVE(洞穴式)、Powerwall(立体墙式)、Holostage等各类VR系统,并且依托公司座舱专业,提出沉浸式系统在座舱设计中的创新应用。

  

CAVE系统图

  CAVE/Powerwall系统一般由投影显示、跟踪定位、软件、音响、图形工作站等子系统组成,涉及的软硬件种类较多。本次展品采用的Powerwall系统主要硬件由自主研发的国产激光投影机与MC1300光学追踪设备组成。激光投影机具有高可靠、低能耗、大画幅、高亮度、广色域等优势,结合虚拟现实技术可呈现出震撼的沉浸视觉盛宴。

  

  沉浸式座舱系统是将基于投影的Powerwall显示系统应用于飞机座舱设计与评估领域,创新出的一套可复用、高交互性能的虚拟座舱系统。该系统是以激光显示硬件和座舱体验内容为核心,结合定位跟踪、多通道立体融合等技术,通过计算机模拟的虚拟现实环境,提供逼真的座舱互动体验,具有大空间、高亮度、高逼真、多人协同的领先优势。运用虚拟现实技术仿真出的虚拟座舱,其与实体模型的仿真比例可达1:1,可为座舱设计人员提供直观沉浸的演示效果,包括座舱内饰颜色、布局的实时更改等功能,将传统的“数字模型—实体模型—设计评估—迭代数字模型”设计流程转变为“数字模型—虚拟设计评估—迭代数字模型”,从而获得高效、高可靠的设计对策,同时可供用户预先体验,从而得到初步的人机工效评估结果,加快设计迭代速度,缩短座舱研发周期与研制成本。

  

座舱设计评估流程图

  系统软件内容是基于新舟700以及与主机联合设计的AG50飞机座舱进行开发的。其中,针对新舟700机型,突破了Nurbers-Polygon模型轻量化与多层复合贴图等关键技术,可达到在不影响模型原始结构的情况下对体系级数据进行轻量化,得到高精低模,同时渲染出逼真的灯光环境和材质面料,极大地提升软件内容的沉浸感。

  

MA700沉浸式座舱

  

AG50沉浸式座舱

  用户佩戴轻盈的3D立体眼镜,以第一人称视角进行漫游,1:1的场景数字模型比例将提高参与者的沉浸感,对于小范围空间移动可以通过自然移动的方式,对于大范围移动来说可以通过操控手柄来进行移动和旋转,二者相互结合,可以更逼真、更便捷、更充分的体验机身全景、客舱和驾驶舱内饰设计等。

  

MA700整机图

  除了场景漫游,用户还可以进行人机虚实交互,通过交互硬件,进行飞行模式的切换、驾驶舱和客舱灯光的变换、客舱座椅及地毯面料的切换以及机身整体涂装的改变等。对于飞行模式、灯光、面料以及涂装等的交互设计,不仅能够丰富体验过程,更能够提高座舱整体沉浸感。(航空工业上电 王盛)

  

MA700客舱内饰图

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