CN109118869A - 一种高真实感的船舶机舱设备三维虚拟考评训练系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高真实感的船舶机舱设备三维虚拟考评训练系统，包括人机交互模块、拆装任务模块、虚拟漫游环境模块、评估考试仿真模块以及轮机设备模型数据库；所述拆装任务模块依次与虚拟漫游环境模块和评估考试仿真模块通信连接；操作者可通过快捷键输入指令对所述虚拟漫游环境模块进行操作，所述软件界面单元对操作训练进行三维动态显示，采用离线烘培和在线着色器编程实现高真实感的高光及明暗效果；学员根据设定的虚拟环境进行机舱设备虚拟维护训练；系统实现一种可用于教学与考试的多功能虚拟仿真系统。本发明的训练成本投入少，训练效率高。

Description

一种高真实感的船舶机舱设备三维虚拟考评训练系统

技术领域

本发明涉及船舶维护训练技术领域，具体而言，尤其涉及一种高真实感的船舶机舱设备三维虚拟考评训练系统。

背景技术

在船员教育与培训领域，理论考试与实操评估是船员管理与发证的重要环节。目前理论考试已全面采用计算机进行无纸化考试，但实操评估因其考核内容的特殊性，长期以来一直采用实物进行评估。目前海船船员实操评估通常在陆地具有相应设备的实验室进行，内河船员实操评估则较多在实船进行评估。现有的考核方式存在设备投资成本大、安全风险高等不足。

随着计算机技术的发展，在职业教育与实训领域采用虚拟现实技术辅助教学已有较多成功案例。采用三维手段在计算机中构建虚拟的轮机设备并进行实操评估已成发展趋势,这种考核方式可以给学员提供虚拟的学习环境，避免实物操作造成的安全风险和故障。民用船舶领域中使用虚拟现实仿真技术的研究也一直在进行，其中挪威NorControl公司生产的轮机模拟器和英国船商有限公司生产的轮机模拟器一直处于世界领先水平，但还未见有关于轮机设备虚拟拆装相关的软件。

发明内容

根据上述提出船员在教育与培训的过程中，因实操评估受场地与资源的限制的技术问题，而提供一种高真实感的船舶机舱设备三维虚拟考评训练系统。

本发明采用的技术手段如下：

一种高真实感的船舶机舱设备三维虚拟考评训练系统，包括：

人机交互模块，包括软件界面单元和快捷键设置单元；

拆装任务模块，调用轮机设备模型数据库内部预存有用于构建和存储船舶机舱设备虚拟拆装训练所需的零件级模型进行拆装；所述拆装任务模块依次与虚拟漫游环境模块和评估考试仿真模块通信连接；所述拆装任务模块提供接口与评估考试仿真模块连接用于变更拆装任务，方便分配拆装任务；

虚拟漫游环境模块，包括场景构建单元、拆装工艺规划建立单元、拆装过程评价模型生成单元、交互控制单元、拆装过程约束管理单元以及碰撞检测单元，所述虚拟漫游环境模块与所述人机交互模块通信连接，操作者通过快捷键输入指令对所述虚拟漫游环境模块进行操作，所述软件界面单元对操作训练进行三维动态显示；

评估考试仿真模块，包括教学单元、训练单元以及考核单元且所述评估考试仿真模块连接所述人机交互模块。

进一步地，系统还包括：

轮机设备模型数据库，为所述拆装过程评价模型的生成提供了理论依据，并预存储有专家知识和经验的数据库，其内部预存有零件级模型以及零件装配规则。

进一步地，所述零件级模型包括船舶主机模型、发电柴油机模型、空压机模型、分油机模型、锅炉模型、泵浦模型、冷却器模型、阀门模型、滤器模型、轴系模型、螺旋桨模型及配套专用工具模型。

进一步地，所述拆装过程评价模型生成单元采用层次关系和关联关系结合的方式，生成船舶机舱设备拆装过程模型。

进一步地，所述拆装过程评价模型生成单元还引入跳跃拆装路径以实现系统中针对目标拆卸的训练。

进一步地，所述场景构建单元构建虚拟拆装场景船舶机舱设备三维模型的过程包括：

S1：收集资料，整理出所需要的参考模型照片、CAD/PDF图纸以及设备的尺寸数据；

S2：建立三维模型，根据所述整理的资料利用三维建模软件等比例建立设备模型，通过点、线、面组合成对象；

S3：对建立好的三维模型添加材质和贴图；

S4：对添加材质和贴图后的三维模型进行烘焙。

进一步地，所述软件界面单元中软件设计的运行环境具有跨平台的功能，用户根据本机的操作系统选择在网页版和软件版同时能够实现对船舶机舱设备三维虚拟维修训练系统的操作。

进一步地，所述教学单元内预存有标准拆装序列及配套动画，所述训练单元内预设有拆装过程仿真和拆装过程评价标准信息，所述考核单元内预设有用户信息；所述考核单元根据用户信息提供考核内容，考核人员选择考核内容进入虚拟漫游环境模块进行操作演练，所述考核单元获取考核人员演练过程并与预设的拆装动态仿真信息进行对比进而得出考核人员拆装过程的评价信息。

本发明还提供了一种高真实感的船舶机舱设备三维虚拟考评训练系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：首先进入选取界面选择要进行操作的机舱设备；

步骤2：在选取完要操作的船舶设备之后，进一步选取要进行操作的设备维修项目；

步骤3：选择使用模式；根据选择的使用模式系统加载拆装场景；

步骤4：在使用模式选取之后，根据使用模式设置拆装进度控制模式、提示、计时计分策略。

进一步地，所述使用模式包括：

演示模式：用于自动更新、推进以及暂停拆装进度；

练习模式：用户通过零件的拆卸和工具的选择操作，逐步向前推进拆装进度；

考试模式：预设有计时和罚分策略；

进一步地，所述使用模式为演示模式时，拆装进度采用自由摄像机漫游模式查看，所述漫游模式按照摄像机的控制方式分为第一人称摄像机手动漫游、第一人称摄像机自动漫游及第三人称摄像机自动漫游。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明通过三维虚拟技术实现一种可以在计算机上实现的虚拟场景，利用虚拟工具箱中的虚拟工具，很好的解决了实际训练中无法大量进行船舶维护拆装训练的问题。

2、本发明系统中设备的模型精确，与客体外观一致；设备材质真实，有和实际照片接近的明暗效果；设备的拆装过程真实和实船过程拆装一致。

3、现有的船舶维护训练依托于课堂理论讲解与实船认知实习进行学习，纯理论介绍和解释的效果不理想、进展缓慢、学员印象不深、容易遗忘，通过实践环节即实船认知实习周期长、不及时、耗时耗力，基于本发明的训练成本投入少，训练效果高，有助于提高实船操作中对复杂机械机构外观及步骤的认知。

4、采用层次关系及关联关系综合建模方法建立船舶机舱设备的虚拟拆装过程模型，通过优化拆装规划算法，解决了大规模拆装工艺流程、专用工具使用、拆装工艺要求等难以使用数字化形式表达和检索的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明系统的结构图。

图2为本发明系统的使用方法流程图。

图3为本发明系统拆装结构P₂₁所在层次对应的关联关系模型图。

图4为本发明系统虚拟拆装结构模型图。

图5为本发明系统拆装结构还原后P₂₁所在层次对应的关联关系模型图。

图6为本发明系统虚拟拆装场景三维建模流程图。

图7为本发明系统评估考试仿真模块框图。

图8为本发明系统碰撞检测单元AABB包围盒结构图。

图9为本发明系统碰撞检测单元OBB包围盒结构图。

图10为本发明系统碰撞检测单元k-Dops包围盒结构图。

图11为本发明系统碰撞检测单元包围球结构图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明提供了一种高真实感的船舶机舱设备三维虚拟考评训练系统，其特征在于，包括：

人机交互模块，包括软件界面单元和快捷键设置单元；软件界面单元中软件设计的运行环境具有跨平台的功能，用户根据本机的操作系统选择在网页版和软件版同时能够实现对船舶机舱设备三维虚拟维修训练系统的操作。

拆装任务模块，调用轮机设备模型数据库内部预存有用于构建和存储船舶机舱设备虚拟拆装训练所需的零件级模型进行拆装；零件级模型包括船舶主机模型、发电柴油机模型、空压机模型、分油机模型、锅炉模型、泵浦模型、冷却器模型、阀门模型、滤器模型、轴系模型、螺旋桨模型及配套专用工具模型。虚拟拆装模块依次连接虚拟漫游环境模块和评估考试仿真模块；

虚拟漫游环境模块，虚拟漫游环境模块与人机交互模块通信连接，操作者通过快捷键输入指令进行操作，软件界面单元对操作训练进行三维动态显示；虚拟漫游环境模块包括场景构建单元、拆装工艺规划建立单元、拆装过程评价模型生成单元、交互控制单元、拆装过程约束管理单元以及碰撞检测单元，拆装工艺规划建立单元建立拆装工艺规划，根据模型的装配关系信息依据推理法则自动地生成拆装顺序，再依次经过交互控制单元、拆装过程约束管理单元以及碰撞检测单元对拆装顺序进行调整，拆装过程评价模型生成单元对所生成的拆装顺序进行评价，求解最佳拆装序列，生成拆装过程评价模型；碰撞检测单元是评价系统仿真逼真度的关键。船舶机舱设备必须要求系统对于物理模型的运动具有可控性，不能出现拆装时零部件与其他物体贯穿的现象。其基本思想是用简单的几何体来逐渐分解包围模型，通过对包围盒间的相交测试快速排除不相交的几何体，从而减少整体的检测次数。如图8-11所示，常用的包围体有：AABB包围盒、OBB包围盒、k-Dops包围盒、包围球；拆装过程评价模型的生成采用层次结构和关系结构结合的方式，存储船舶机舱设备拆装过程的模型。在设备的拆装过程中，常常将相关的零部件化为一组，在拆卸时先将该组件或部件整体拆卸下来，然后再对其组成零部件进行拆卸。这样，可将这组零部件组合起来，当作一个新的部件，忽略其中的内部约束，仅描述外部约束即可。如图3所示，拆装单元P₂₂₁，P₂₂₂，…组合成子拆装组件P₂₁；拆装单元P₂₁，P₂₂，…组合成拆装组件P₂。组合时，将外部约束集中到组合后的一个新的节点上，而将内部约束自动解除，P₂₂₃所在拆装层次对应的关联关系模型中将P₂₂₁，P₂₂₂，P₂₂₃组合成新节点P₂₁，忽略内部约束C、E，约束A、B、D集中到P₂₁所在拆装层次对应的关联关系模型中的P₂₁上。这样可以较好的简化拆装过程模型，该方法经过在分油机轴承和分离盘的拆装测试，在满足实际拆装需求的同时，较好地节约了模型所占用的资源，提高了软件在运行过程中的运行效率。拆装过程评价模型的生成除了采用层次关系和关联关系结合的方式，还引入了跳跃拆装的路径。跳跃拆装路径是指一个零部件可以直接从较高层次上拆卸下来，而不严格遵从层次结构关系确定的拆卸路径进行拆卸。如图4所示，遵循层次结构关系时，对于拆装单元P₂₁，其拆卸路径为P₂→P₂₁；对于拆装单元P₂₂₃，其拆卸路径为P₂→P₂₁→P₂₂₃。然而对于目标拆卸，即针对某一部件进行拆卸时，考虑到拆卸过程中最小拆卸原则的要求，即不需要拆卸的部分尽量保留不动，以减少拆卸的工作量。同样对于拆装单元P₂₂₃，跳跃拆卸路径为P₂→P₂₂₃。跳跃拆卸路径是针对目标拆卸提出的，对于设备进行的整体拆卸，不考虑跳跃拆卸路径，仍按层次模型中的拆卸路径进行拆卸。然而，在目标拆卸过程中，当遇到跳跃拆卸路径时，就涉及到拆装单元还原的问题，还原可看作是组合的逆过程。如图5所示，即对于拆卸单元P₂₂₃存在的跳跃拆卸路径P₂→P₂₂₃，首先仍利用P₂所在拆装层次对应的关联关系模型对P₂进行目标拆卸，这时将P₂₁还原成P₂₂₁，P₂₂₂，P₂₂₃，并恢复内部约束C、E，外部约束相应地分配给P₂₂₁，P₂₂₂，P₂₂₃。其中，约束A、B指向P₂₂₂，约束D指向P₂₂₃。然后利用还原后P223所在拆装层次对应的关联关系模型对P₂₂₃进行目标拆卸。可见，在拆装单元还原后，相应的层次关系模型和关联关系模型都有所改变，该单元的拆装层次由三层改为两层，被还原的单元P₂₁所在层次对应的关联关系模型也进行了相应的变化。

评估考试仿真模块包括教学单元、训练单元以及考核单元且所述评估考试仿真模块与人机交互模块连接；教学单元内预设有标准拆装序列及配套动画，训练单元内预设有所述训练单元内预设有拆装过程仿真和拆装过程评价信息，考核单元内预设有用户信息；考核单元根据用户信息提供考核内容，考核人员通过快捷键选择考核内容进入虚拟漫游环境模块进行操作演练，考核单元获取考核人员演练过程并与预设的拆装动态仿真进行对比进而提供考核人员拆装过程的评价信息。如图7所示，用户根据三类不同的角色的相关权限(船员、学生、教师等)可通过输入设备(键盘、鼠标)向系统表达自己的操作意图，系统根据输入及当前的状态分析用户的输入，确定并执行交互任务，然后将执行结果通过输出设备反馈给用户。系统能自动地将用户信息、设备名称、操作成绩、操作时间等信息保存到考核数据库，并对数据库的使用权限进行管理，方便师生查询和修改相应信息。

轮机设备模型数据库，为拆装过程评价模型的生成提供了理论依据，并预存储有专家知识和经验的数据库，其内部预存有零件级模型以及零件装配规则。

如图6所示，构建几何模型单元构建虚拟拆装场景船舶机舱设备三维模型的过程包括：

S1：收集资料，整理出所需要的参考模型照片、CAD/PDF图纸以及设备的尺寸数据；

S2：建立三维模型，根据所述整理的资料利用三维建模软件等比例建立设备模型，通过点、线、面组合成对象；

S3：对建立好的三维模型添加材质和贴图；

S4：对添加材质和贴图后的三维模型进行烘焙。

实施例

如图2所示，本发明提供了一种高真实感的船舶机舱设备三维虚拟考评训练系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：首先进入选取界面选择要进行操作的机舱设备；

步骤2：在选取完要操作的船舶设备之后，进一步选取要进行操作的设备维修项目；

步骤3：选择使用模式；根据选择的使用模式系统加载拆装场景；

步骤4：在使用模式选取之后，根据使用模式设置拆装进度控制模式、提示、计时计分策略。

其中使用模式包括：演示模式、练习模式以及考试模式。

当使用模式为演示模式时，用于自动更新、推进以及暂停拆装进度并且有文字语音提示的功能；

当使用模式为练习模式时，用户通过零件的拆卸和工具的选择操作，逐步向前推进拆装进度并且有文字语音提示的功能；

当使用模式为演示模式时，拆装进度采用自由摄像机漫游模式查看，所述漫游模式按照摄像机的控制方式分为第一人称摄像机手动漫游、第一人称摄像机自动漫游及第三人称摄像机自动漫游。

当摄像机的控制方式为第一人称摄像机手动漫游时，摄像机的位置和视向完全由用户通过外设(鼠标/键盘)控制。每个更新周期内，根据外设传入的变化量控制摄像机的旋转和平移，更新摄像机的自身位置和观察目标位置。

式1-8至式1-12为摄像机前后移动时的参数迭代更新公式。左右移动或上下移动时，将式1-11中的V_look替换为V_righ或V_up。

[V_pos(k) 1]＝[V_pos(k-1) 1]M_trans (1-8)

[V_tar(k) 1]＝[V_tar(k-1) 1]M_trans (1-9)

V_pos为摄像机位置，为三维向量；X_pos为观察目标位置，为三维向量；V_look为摄像机视向即Look向量，为单位向量，由摄像机位置指向观察口标位置；V_up为摄像机的朝上向量，即Up向量为单位向量。V_righ为摄像机的右侧向量，即Right向量为单位向量。通过Look向量和Up向量叉乘得到，表达式为式1-12：

V_move为摄像机移动线速度，标量，单位为场景模型单位/仿真步长；ω_rot为摄像机视向旋转角速度，标量，单位为弧度/仿真步长；K为当前仿真运行的步数，即迭代运算的次数。

翻滚旋转(yaw)或摇摆旋转(roll)时，应将式1-13至式1-17中的V_righ替换为V_up或V_look。

[V_pos(k) 1]＝[V_pos(k-1) 1]M_trans (1-13)

[V_tar(k) 1]＝[V_tar(k-1) 1]M_trans (1-14)

V_pos(k)＝V_pos(k-1) (1-16)

V_tar(k)＝V_pos(k)+V_look(k)||V_tar(k-1)-V_pos(k-1)|| (1-17)

当摄像机的控制方式为第一人称摄像机自动漫游时，先根据指定的终点及当前位置规划得到全局路径。由于是第一人称，因此规划结果可以直接作为摄像机的路径，未知参数是摄像机的视向。有两个方法可用于计算视向，一是使用当前路径的切向，二是将观察目标设为一段时间后摄像机的位置。为模拟人眼主动观察的视觉习惯，该系统使用第二个方案。设路径规划结果为节点序列N(i)(i＝0,1,…,m)，则摄像机参数按式1-18、式1-19计算,其中nah为观察目标提前的节点数量。通过独立于图形引擎的定时器控制i增加即可令摄像机沿着规划的路径推进。

V_pos(k)＝N(i) (1-18)

V_tar(k)＝N(i+n_ah) (1-19)

当摄像机的控制方式为第三人称摄像机自动漫游时，路径规划的结果为角色的路径，角色的位置及视向与第一人称自动漫游时摄像机的位置及视向算法相同。

当使用模式为考试模式时，预设有计时和罚分策略；

在三种使用模式下，系统实时更新操作进度，在操作的模式下建立了机舱设备零件的装配关系模型及标准装配序列。分析了设备安装工艺及维护保养流程并将其数字化。以设备厂家的安装工艺规程、设备维护保养手册及零件图册、船厂施工工艺规程等文件为依据，将每一项拆装、测量、调试过程细分为若干个元操作。在三维环境中制作元操作动画，建立元操作动画库。研究拆装过程建模理论，建立元操作关系模型，在脚本语言中实现了元操作关系模型及标准操作序列。

在使用模式为演示模式和练习模式操作时，系统首先进行零件选取，根据装配关系模型判断零件是否允许拆卸装配，在系统中，可以选取的零件用不同的颜色标识出来。可操作的零件都会用不同的颜色标识出来，并且对于设备零件的拆卸顺序，在操作时将标识出来，以便于学员学习时能更高效。在船舶设备拆卸装配时，不同的设备需使用不同的工具，对于一些特殊的设备零件，将会使用专用工具进行拆卸，所以操作时需要根据零件与工具映射数据库来进行拆卸工具的选取。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种高真实感的船舶机舱设备三维虚拟考评训练系统，其特征在于，包括：

人机交互模块，包括软件界面单元和快捷键设置单元；

拆装任务模块，调用轮机设备模型数据库内部预存有用于构建和存储船舶机舱设备虚拟拆装训练所需的零件级模型进行拆装；所述拆装任务模块依次与虚拟漫游环境模块和评估考试仿真模块通信连接；所述拆装任务模块提供接口与评估考试仿真模块连接用于变更拆装任务，方便分配拆装任务；

虚拟漫游环境模块，包括场景构建单元、拆装工艺规划建立单元、拆装过程评价模型生成单元、交互控制单元、拆装过程约束管理单元以及碰撞检测单元，所述虚拟漫游环境模块与所述人机交互模块通信连接，操作者通过快捷键输入指令对所述虚拟漫游环境模块进行操作，所述软件界面单元对操作训练进行三维动态显示；

评估考试仿真模块，包括教学单元、训练单元以及考核单元且所述评估考试仿真模块连接所述人机交互模块。

2.根据权利要求1所述的一种高真实感的船舶机舱设备三维虚拟考评训练系统，其特征在于，系统还包括：

轮机设备模型数据库，为所述拆装过程评价模型的生成提供了理论依据，并预存储有专家知识和经验的数据库，其内部预存有零件级模型以及零件装配规则。

3.根据权利要求1或2所述的一种高真实感的船舶机舱设备三维虚拟考评训练系统，其特征在于，所述零件级模型包括船舶主机模型、发电柴油机模型、空压机模型、分油机模型、锅炉模型、泵浦模型、冷却器模型、阀门模型、滤器模型、轴系模型、螺旋桨模型及配套专用工具模型。

4.根据权利要求1所述的一种高真实感的船舶机舱设备三维虚拟考评训练系统，其特征在于，所述拆装过程评价模型生成单元采用层次关系和关联关系结合的方式，生成船舶机舱设备拆装过程模型。

5.根据权利要求4所述的一种高真实感的船舶机舱设备三维虚拟考评训练系统，其特征在于，所述拆装过程评价模型生成单元还引入跳跃拆装路径以实现系统中针对目标拆卸的训练。

6.根据权利要求1所述的一种高真实感的船舶机舱设备三维虚拟考评训练系统，其特征在于，所述场景构建单元构建虚拟拆装场景船舶机舱设备三维模型的过程包括：

S1：收集资料，整理出所需要的参考模型照片、CAD/PDF图纸以及设备的尺寸数据；

S2：建立三维模型，根据所述整理的资料利用三维建模软件等比例建立设备模型，通过点、线、面组合成对象；

S3：对建立好的三维模型添加材质和贴图；

S4：对添加材质和贴图后的三维模型进行烘焙。

7.根据权利要求1所述的一种高真实感的船舶机舱设备三维虚拟考评训练系统，其特征在于，所述教学单元内预存有标准拆装序列及配套动画，所述训练单元内预设有拆装过程仿真和拆装过程评价标准信息，所述考核单元内预设有用户信息；所述考核单元根据用户信息提供考核内容，考核人员通过快捷键选择考核内容进入虚拟漫游环境模块进行操作演练，所述考核单元获取考核人员演练过程并与预设的拆装动态仿真信息进行对比进而得出考核人员拆装过程的评价信息。

8.一种如权利要求1-7任意权利要求所述系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：首先进入选取界面选择要进行操作的机舱设备；

步骤2：在选取完要操作的船舶设备之后，进一步选取要进行操作的设备维修项目；

步骤3：选择使用模式，根据选择的使用模式系统加载拆装场景；

步骤4：在使用模式选取之后，根据使用模式设置拆装进度控制模式、提示、计时计分策略。

9.根据权利要求8所述的系统使用方法，其特征在于，所述使用模式包括：

演示模式：用于自动更新、推进以及暂停拆装进度；

练习模式：用户通过零件的拆卸和工具的选择操作，逐步向前推进拆装进度；

考试模式：预设有计时和罚分策略。

10.根据权利要求8或9所述系统的使用方法，其特征在于，所述使用模式为演示模式时，拆装进度采用自由摄像机漫游模式查看，所述漫游模式按照摄像机的控制方式分为第一人称摄像机手动漫游、第一人称摄像机自动漫游及第三人称摄像机自动漫游。