专利名称：用于起重机模拟培训系统的多通道立体显示装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于起重的模拟驾驶领域，具体涉及用于起重机模拟培训系统的多通道立体 显示装置，主要用于桥式或门式的起重机模拟培训系统。
背景技术：
港机仿真操作模拟器是用于港口起重机驾驶员培训的仿真训练设备，近年来在国外得到 了快速发展，仿真模拟器巳成为国外大型港口培训港机驾驶员的主要设备。在我国，随着港 口集装箱专业化码头的建设与发展，具有先进技术水平的大型岸边集装箱起重机、轮胎式集 装箱门式起重机己成为各港口码头集装箱装卸运输的常规设备，而在室内外仓库、厂房、码 头和露天贮料场等环境中应用最为广泛的则是桥式或门式的起重机。
桥式或门式的起重机模拟器最终的效果显示通过一些外设实现，良好的显示装置可显著 地提高驾驶模拟器的沉浸感。现有的类似的起重机操作模拟器一般有两种 一种为单通道非 立体显示，只提供一个显示器视景窗口，且不具备立体显示效果。单通道和非立体的显示技 术提供的视域有限，没有真实驾驶操作仓仓体也使临场感和真实感不强，不利于模拟操作培
训和体验真实操作培训在操作感觉上的衔接；另一种为多通道立体显示，但是采用多台主机
组成局域网并l办问工作才能实现的多通道系统的方式。以上两种的不利之处是非真实临场感 的培训方式不利于对培训学员在训练过程的严肃性和严谨性的培养，设备成本高，占地面积 大，网络通讯不方便，场景视角，显示边际处理方面不完善。 发明内容
本实用新型的目的在于提供一种用于起重机模拟培训系统的多通道立体显示装置，该装 置能实现多通道的显示，并且具有结构简单、成本低的特点。
为了实现匕述目的，本实用新型采取的技术方案是用于起重机模拟培训系统的多通道 立体显不装置，其特征在于它包括计算机、左投影屏幕、主投影屏幕、右投影屏幕、左投影 仪、主投影仪、右投影仪、驾驶操作仓仓体；计算机为一台主机，通过主机的显卡上的2个
DVI接口分别接上高密度的匿S-59输出串口 ，主机通过DMS-59输出串口由数据线分别与左投 影仪、主投影仪、右投影仪连接；左投影屏幕位于主投影屏幕的左侧，右投影屏幕位于主投 影屏幕的右侧，左投影屏幕、主投影屏幕、右投影屏幕呈"U"字形布置；左投影仪的输出 图像投影节左投影屏幕上，主投影仪的输出图像投影至主投影屏幕上，右投影仪6的输出图 像投影至右投影屏幕上；左投影屏幕、主投影屏幕、右投影屏幕分别位于驾驶操作仓仓体的 甜方；操作人员的视点位于驾驶操作仓仓体内，驾驶操作仓仓体的前端设有可视面。 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是
1、利用计算机的串口实现--台主机输出三个显示通道，左投影仪、左投影屏幕共同组 成左显示通道，主投影仪、主投影屏幕共同组成主显示通道，右投影仪、右投影屏幕共同组成右显示通道，实现了多通道的显示；此外，由于本装置采用一台主机进行图形图像处理， 在进行程序设计时，不用考虑三个投影通道的在场景中视角，环境灯光，物体光线反射等问 题，有利于编程优化；只通过一台主机实现了多通道的显示，具有结构简单、成本低的特点。
2、 操作人员位于驾驶操作仓仓体内，使用真实的操作仓实现半实物仿真，真实感强 提高了驾驶模拟的真实性和沉浸感；具有较高的虚拟沉浸感和临场真实感。
3、 方便调整视角，并由丁操作人员的视点与仓体可视面相交线(立柱)、投影屏相交线 共面，使操作者的可视面集中在了投影屏上，减弱了其它物体对操作者的影响，且由于立柱 对投影屏相交线的遮掩，减弱了投影仪在投影屏边际产生的重影，光线散射等影响多屏显示 效果的边际融合问题；
4、 维护方便，节省了轨道、厂房等，只需要一个操作仓，占地小。
图1为本实用新型的结构示意图2为本实用新型投影仪的安装位置图3为本实用新型的驾驶操作仓仓体的结构示意图(俯视)；
图中1-左投影屏幕，2-主投影屏幕，3-右投影屏幕，4-左投影仪，5-主投影仪，6-右 投影仪，7-操作人员的视点，8-驾驶操作仓仓体，9-第一立柱，10-左可视面，11-第二立柞， 12-主可视面，13-第三立柱，14-右可视面，15第四立ft， 16数据线。
具体实施方式
如图l、图2所示，用于起重机模拟培训系统的多通道立体显示装置，它包括计算机、左 投影屏幕l、主投影屏幕2、右投影屏幕3、左投影仪4、 ±投影仪5、右投影仪6、驾驶操作仓 仓休8;计算机仅为一台主机，通过主机的显卡上的2个DVI接口分别接上高密度的DMS-59输 出申,L」(或称DMS-o9接U，每一个服S-59输出串口有2个DVI输出口)，主机通过DMS-59输出 串门由数据线16分别与A-:投影仪4、主投影仪5、右投影仪6连接；左投影屏幕l位于主投影屏 幕2的左侧(图l中的左边为左，右边为右)，右投影屏幕3位于主投影屏幕2的右侧，左投影 屏幕l、主投影屏幕2、右投影屏幕3呈"1J"字形布置；左投影仪4的输出图像投影至左投影 屏幕l上，主投影仪5的输出图像投影至主投影屏幕2上，右投影仪6的输出图像投影至右投影 屏幕3上；左投影屏幕l、主投影屏幕2、右投影屏幕3分别位于驾驶操作仓仓体8的前方；操 作人员的视点7位于驾驶操作仓仓体8内(由操作人员的视点7位置浏览模拟场景)，驾驶操作 仓仓体8的前端设有可视面(如开口或设置玻璃)。
V.投影仪4、丰.投影仪5、右投影仪6分别位干驾驶操作仓仓体8的顶部，左投影仪4位于 主投影仪5的左侧.右投影仪6位于主投影仪5的右侧，左投影仪4、主投影仪5、右投影仪6的 中心轴线汇交于同一点(0点)。
左投影仪4、主投影仪5、右投影仪6的投射角均为a ;右投影屏幕3与主投影屏幕2之间 的夹角、左投影屏幕1与—士:投影屏幕2之间的夹角均为e;驾驶操作仓仓体8的前端至主投影 屏幕2的距离为A，操作人员的视点7节驾驶操作仓仓体8的前端的距离为B;左投影屏幕l、主 投影屏幕2、右投影屏幕3的占用而宽度为W;左投影屏幕l、主投影屏幕2、右投影屏幕3的宽
4度均为L;关系如下
145°《180° -P《15S。 ， L=W/(2cos P+1) ， 0. 55m《B《0. 65m， A"O. 75 X WX ctg a 。 如图3所示，驾驶操作仓仓体8的前端设有第一立柱9、第二立柱ll、第三立柱13、第四 立柱15，第一立柱9与第二立柱11之间为左可视面10,第二立柱11与第三立柱13之间为主可 视面12 ，第三立柱13与第四立柱15之间为右可视面14 ，左可视面10位于主可视面12的左侧， 右可视面14位于主可视面]2的右侧；左投影屏幕1与主投影屏幕2的相交线、第二立柱ll、操 作人员的视点7共面，主投影屏幕2与右投影屏幕3的相交线、第三立柱13、操作人员的视点7 共面。
如图2所示，左投影仪4以投射角a投影在左投影屏幕l上的m、 n两点，操作人员的视点7 以r角落于左投影屏幕l上的m、 n两点(主投影仪、右投影仪同样)，且视线刚好经过驾驶操 作仓仓体的可视部的上沿，投射到m点，使操作者的可视面上沿全部为投影图面；另外，在 仓体的可视面的相交线上，由于设计了l-3cm的立柱作为仓体结构支撑柱和玻璃外框，使得 操作者视线、仓体可视面相交线与投影屏相交线在一个面上，这样的可以让投影仪在投影屏 边际产生的重影，光线散射等影响多屏显示效果的问题，由于仓体可视面相交线的遮掩而减 少到最小稃度。
权利要求1.用于起重机模拟培训系统的多通道立体显示装置，其特征在于它包括计算机、左投影屏幕(1)、主投影屏幕(2)、右投影屏幕(3)、左投影仪(4)、主投影仪(5)、右投影仪(6)、驾驶操作仓仓体(8)；计算机为一台主机，通过主机的显卡上的2个DVI接口分别接上高密度的DMS-59输出串口，主机通过DMS-59输出串口由数据线分别与左投影仪(4)、主投影仪(5)、右投影仪(6)连接；左投影屏幕(1)位于主投影屏幕(2)的左侧，右投影屏幕(3)位于主投影屏幕(2)的右侧，左投影屏幕(1)、主投影屏幕(2)、右投影屏幕(3)呈“U”字形布置；左投影仪(4)的输出图像投影至左投影屏幕(1)上，主投影仪(5)的输出图像投影至主投影屏幕(2)上，右投影仪(6)的输出图像投影至右投影屏幕(3)上；左投影屏幕(1)、主投影屏幕(2)、右投影屏幕(3)分别位于驾驶操作仓仓体(8)的前方；操作人员的视点(7)位于驾驶操作仓仓体(8)内，驾驶操作仓仓体(8)的前端设有可视面。
2. 根据权利要求1所述的用于起重机模拟培训系统的多通道立体显示装置，其特征在 于左投影仪U)、主投影仪(5)、右投影仪(6)分别位于驾驶操作仓仓体(8)的顶部， 左投影仪(4)位-丁-主投影仪(5)的左侧，右投影仪(6)位于主投影仪(5)的右侧，左投 影仪(4)、 i投影仪夂5)、右投影仪(6)的中心轴线汇交于同一点。
3. 根据权利要求l所述的用于起重机模拟培训系统的多通道立体显示装置，其特征在于 左投影仪(4)、主投影仪(5)、右投影仪(6)的投射角均为a;右投影屏幕(3)与主投影 屏幕(2)之间的夹角、左投影屏幕(1)与主投影屏幕(2)之间的夹角均为I3;驾驶操作 仓仓体(8)的前端至主投影屏幕(2)的距离为A，操作人员的视点(7)至驾驶操作仓仓体(8)的前端的距离为B;左投影屏幕(1)、主投影屏幕(2)、右投影屏幕(3)的占用面宽度为W;左投影屏幕(1)、主投影屏幕(2)、右投影屏幕(3)的宽度均为L;关系如下145°《180° —0《155° ， L=W/(2cosP+1) ， 0. 55m《B《0. 65m， A^O. 75 X WX ctg a 。
4. 根据权利要求l所述的用于起重机模拟培训系统的多通道立体显示装置，其特征在于 驾驶操作仓仓体(8)的前端设有第一立柱(9)、第二立柱(11)、第三立柱(13)、第四立 柱(15)，第'立ft G))与第二立柱Ul)之间为左可视面(10)，第二立柱(il)与第三 立柱(13)之间为主可视面(12)，第王立柱(13)与第四立柱(15)之问为右可视面(14)， 左可视面(10)位于主可视面(12)的左侧，右可视面(14)位于主可视面(12)的右侧； 左投影屏幕(1)与主投影屏幕(2)的相交线、第二立柱(11)、操作人员的视点(7)共面， 主投影屏幕(2)与右投影屏幕(3)的相交线、第三立柱(13)、操作人员的视点(7)共面。
专利摘要本实用新型属于起重的模拟驾驶领域。用于起重机模拟培训系统的多通道立体显示装置，其特征在于它包括计算机、左投影屏幕、主投影屏幕、右投影屏幕、左投影仪、主投影仪、右投影仪、驾驶操作仓仓体；计算机为一台主机，通过主机的显卡上的2个DVI接口分别接上高密度的DMS-59输出串口，主机通过DMS-59输出串口由数据线分别与左投影仪、主投影仪、右投影仪连接；左投影仪的输出图像投影至左投影屏幕上，主投影仪的输出图像投影至主投影屏幕上，右投影仪6的输出图像投影至右投影屏幕上；操作人员的视点位于驾驶操作仓仓体内，驾驶操作仓仓体的前端设有可视面。该装置能实现多通道的显示，并且具有结构简单、成本低的特点。
文档编号G09B9/00GK201340670SQ200820230329
公开日2009年11月4日 申请日期2008年12月16日 优先权日2008年12月16日
发明者张小兰, 徐桂芳, 文 肖, 胥洪流, 董浩明, 邹少俊, 陈定方 申请人:武汉市特种设备监督检验所;武汉理工大学