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基于VR的船舶通信导航设备实训系统设计与实现
李冰蟾;毛波
【摘要】针对船舶通信导航设备实训教学的现状与存在的问题,阐述了虚拟现实(VR)技术在实训教学中的现实意义.为满足实训教学情景化及交互性的需求,设计并实现了基于VR的课程实训教学系统,提出基于VR技术的船舶通信导航设备实训教学改革的构想与实践措施,给出了虚拟实训平台系统方案设计与硬件体系结构,并设计了在此平台上实现的实训任务模块,实现了功能仿真.%Inviewofthecurrentsituationandexistingproblemsofthetrainingteachingforshipcommunicationandnavigationequipment,thepracticalsignificanceofvirtualreality(VR)technologyinthetrainingteachingisexpoundedupon.Inordertomeettheneedsofthesituationalandinteractivetrainingteaching,acoursetrainingsystembasedonVRisdesignedandrealized,andtheconceptandpracticalmeasuresforthetrainingteachingreformoftheshipcommunicationandnavigationequipmentbasedonVRtechnologyareputforward.Theschemedesignandhardwarearchitectureofthevirtualtrainingplatformsystemarepresented,thetrainingtaskmoduleisdesignedonthisplatform,andthefunctionsimulationisrealized.
【期刊名称】《实验技术与管理》
【年(卷),期】2018(035)005
【总页数】4页(P163-166)
【关键词】船舶通信导航;实训教学;虚拟现实
【作者】李冰蟾;毛波
【作者单位】江苏海事职业技术学院电气与自动化工程学院,江苏南京211170;南京财经大学信息工程学院,江苏南京210023
【正文语种】中文
【中图分类】U666.1;TP391.9
1研究背景
“船舶通信导航设备维护与管理”是船舶电气专业学生的一门必修的专业课程。该课程以船舶电子电气员的工作职责为基础,不但讲授理论知识,而且对船舶通信导航设备的操作、故障诊断、维修保养方面开展实训教学,旨在培养学生对船舶通信导航设备的实操能力[1]。目前,船舶通信导航设备实训课程在以下几方面尚存在待解决的问题[2-3]:
(1)船舶通信导航设备价格昂贵,不能大量购置;
(2)设备容易磨损和老化,操作不当容易引起安全问题,设备维护要求高;
(3)信息化程度较弱,实操方式较为单一,只能开展操作级别的实操训练,不便于进行设备内部故障检修实训,训练项目受到限制;
(4)学生的实操训练受到时间、空间的限制,实训教学大多“足不出户”,现场教学的机会较少。
为了使船舶通信导航设备实训教学跟上现代信息化技术的发展,提高学生的实操能力,培养满足社会需要的技术人才,“船舶通信导航设备”课程教学亟需在传统实训教学的基础上开展教学改革创新的研究,将虚拟现实(virtualreality,VR)技术应用于实训教学中,使教学效果显著提高[4]。
随着科技的发展,虚拟现实技术在实训教学方面得到了越来越多的应用[5]。VR技术是用先进的硬件与软件技术,设计出用户与场景设备的感知式交互,令人产生身临其境的感受[6-8]。虚拟实训系统综合运用虚拟现实技术,在视觉、听觉、触觉等方面为用户生成一个极为逼真的虚拟环境,能够模拟各种场景。
VR技术不仅能模拟实际设备,还能模拟出实际设备内部的结构。用户借助VR眼镜、VR头盔等,以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互,使用户最大限度地贴近实际操作,提高实操能力和处理实际问题的技能[9-10]。这种创新的实训方式不仅使用户能够模块化地观察设备,更好地应用于复杂设备和危险性系数较高的操作训练,有效地克服实际装备训练受时间和场地限制、训练成本高、易损坏装备等弊端,并且使用户置身于虚拟现实环境中,大大提高了互动性与参与性[11-12]。
基于此,江苏海事职业技术学院开展了VR技术应用于船舶通信导航设备实训教学的研究,提出
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