VIRTUÁLIS ERŐMŰVI TRÉNING PLATFORM KIFEJLESZTÉSE

Átírás

1 FENNTARTHATÓ ENERGIAELLÁTÁST ÉS- FELHASZNÁLÁST TÁMOGATÓ PIACORIENTÁLT KUTATÁS- FEJLESZTÉS AZ INNO ENERGY KIC KERETÉBEN VIRTUÁLIS ERŐMŰVI TRÉNING PLATFORM KIFEJLESZTÉSE Beleznai Róbert, Dobos Gergely, Szávai Szabolcs Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közhasznú Nonprofit Kft. Mérnöki Divízió Szerkezetintegritás és Gyártástechnológia Osztály

2 VIRTUÁLIS ÉRZÉKELÉSEN ALAPULÓ SZIMULÁCIÓS ERŐMŰVI TRÉNING PLATFORM FEJLESZTÉSE A virtuális valóság definíciója számítógépes rendszerek és technológiák segítségével előállított mesterséges környezet, amellyel a felhasználó, virtuális identitása révén lép interakcióba A virtuális valóság alkalmazásának célja a fizikai valóság egy szeletének minél pontosabb utánzása, modellezése az üzemeltetés, karbantartás és haváriák során a személyzet adekvát cselekvésre való felkészítése A virtuális térben való felkészítés előnye túlságosan költséges vagy feleslegesen veszélyes helyszínek kiváltása az időben és térben elválasztható a valós helyszínektől, így ott nem akadályozza az munkavégzést egy virtualizációs eszközparkon számtalan helyszín megjeleníthető, nincs szükség költséges gyakorló terek fizikai felépítésére

3 Virtuális valóság eszközök alkalmazása en.wikipedia.org

4 Virtuális valóság eszközök alkalmazása a nukleáris iparban Hallgatók és szakemberek képzése valósághű körülmények között Veszélyforrások nélkül (nincs sugárveszély, nincs magas hőmérséklet, elesés vagy leesés) Vezérlőtermi funkciók, fizikai (helyszíni) operatív műveletek gyakorlása és harmonizációja Felkészülés váratlan, illetve vészhelyzetekben való cselekvésre Valóság Valóság szimulátor

5 VIRTUÁLIS ÉRZÉKELÉSEN ALAPULÓ SZIMULÁCIÓS ERŐMŰVI TRÉNING PLATFORM FEJLESZTÉSE Eszközök

6 Eszközök A mozgásmodellezés általunk használt alapeszközei Leap Motion (LM) Oculus Rift (OR) Cyberith Virtualizer (CV)

7 A felhasználó nagymozgásainak érzékelése, komplex testmozgások modellezése Kinect + Leap Motion + Oculus Rift összekapcsolása Unity3D segítségével Leap Motion az ujjak finommotoros mozgásának érzékelésére Kinect - a test mozgásának érzékelésére A Kinect alkalmazása erősen korlátozza a felhasználó mozgásának lehetőségeit Járópad alkalmazása Cyberith Virtualizer viszonylag szabad felhasználói mozgás sétálás, futás, térdelés, guggolás, ülés

8 Cyberith Virtualizer, a térbeli mozgások modellezése Mozgásérzékelő a térbeli mozgások leképezésére Alapja egy lapos, alacsony súrlódású felület Beülő a felhasználó biztonságos rögzítésére Optikai érzékelők a különféle mozgások detektálására 360 -os térbeli, sebességfüggő mozgások: Állás Járás Futás Térdelés Guggolás

9 Virtuális tér létrehozása az interakciók fejlesztésére Olyan fiktív virtuális tér felépítése, ami rugalmas alakíthatósága révén lehetőséget ad a szimuláció egyes elemeinek kipróbálására, fejleszthető benne a finommotoros és térbeli mozgás, valamint a realisztika mértéke

10 Alapvető interakciók Ajtók kinyitása/bezárása Lámpa és ipari ventillátor fel/le kapcsolása

11 Alapvető interakciók

12 Realisztikus kézmodell

13 Realisztikus kézmodell Precíz, fogásra alkalmas realisztikus textúrával ellátott kézmodell létrehozása, mely képes az ujjak mozgását élethűen modellezni.

14 Interakciós pontok kialakítása Egy anya és egy csavar összecsavarásával kezdtük a finommotoros mozgással való interakciók tesztelését, a feladat rámutatott a rendszer gyenge pontjaira

15 Interakciós pontok kialakítása

16 Hardveres problémák Csavarkötés szerelése Problémák: LM kis hatótávolság Leap Motion és Oculus Rift összekapcsolása van megoldás, de nem működik megfelelően Az OR-ből nyert adatokkal lehet megoldást találni (gyorsulásmérő és giroszkóp) fejlesztés alatt Leap által lefedett interakciós terület LM alapú kéz modell a szorító erő mérésére Unity3D-ben Ennek segítségével valósághű összeszerelés végezhető, ellentétben a jelenleg elérhető függőleges irányú lehetőséggel A kéz egyes felületein mért visszaverődő infravörös hullám, jelerősség

17 És azok megoldása A fej mozgásával a LEAP kézre vonatkozó adatai falsak, lehetetlenné teszik a munkát. Az Oculus Rift gyorsulásérzékelőjéből és giroszkópjából kinyert adatokkal egy abszolút inercia-rendszer létrehozásával kísérletezünk, ahol az összeadott értékek kiegyenlítik egymást, így a fej mozgása nem befolyásolja a kéz helyzetét.

18 És azok megoldása Két darab LEAP szenzor összekapcsolása csökken az eszköz holttere javul a finommotoros mozgás leképzése ször pontosabb mozgás detektálás Sémafelismerésen alapuló mozgásformák automatikus detektálásának kidolgozása: A szenzorból érkező adatokból feltételez bizonyos kézmozgásokat, ezzel növelve a pontosságot, felhasználói élményt. A rendszer képes mérni a hardveres hibából adódó fals jelek számát, a kéz remegését. A kéz mozgásának (megfogás) könnyítése, ami még a rendszerből adódó hiányosságok miatt elengedhetetlen. Automatikus alkatrész helyreillesztés. Megadható abszolút érték, vagy az alkatrész méretének, és a kéz remegésének mérlegelésével illeszti a rendszer az elemet a helyére.

19 És azok megoldása - Adott tömeg mellett a tárgyra ható gravitációs erő csökkentése - Ezzel nemcsak felülről foghatunk meg tárgyakat, de nagyobb kiterjedésű testek is irányíthatóak maradnak

20 Eszközök szerelése Gázturbinára kapcsolt reduktoron tudjuk szemléltetni, milyen sokrétű és hatékony alkalmazási lejtősége van a technológiának a szervízelési folyamat betanításában, protokollok és havariák gyakorlásában

21 Turbina szerelőcsarnok

22 Turbina szerelőcsarnok

23 Reduktor és léptetőmotorok összeszerelve Szétszerelt állapotban, térbeli robbantott ábra

24 Karbantartói munka a gyakorlatban

25 Karbantartói munka a gyakorlatban

26 Karbantartói munka a gyakorlatban

27 Karbantartói munka a gyakorlatban A felhasználó a tréning során segítséget kap az ún. Head-Up Displayen (HUD) keresztül Lépésről lépésre vezeti őt az egyes feladatokon keresztül Nyomon követhető a feladatok státusza

28 Virtuális erőművi tréning platform

29 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! A bemutatott előadás az EITKIC_ projekt részeként, a Tudományos és Innovációs Társulásokban (EIT KIC) történő magyar részvétel támogatása pályázati program finanszírozásával valósul meg.