哈工程自主开发沉浸式VR教学系统 荣获全国大赛一等奖 发布时间： 2021-06-24 19:41 来源：黑龙江网

　　黑龙江网讯（见习记者 刘雨珊 记者 石岩松）近日，第56届中国高等教育博览会在青岛开幕，参会高校1500余所，参展企业1000余家，近5万人次参观展会。由哈尔滨工程大学智能信息处理与控制工程研究所副所长李冰的教学团队开发的“虚实结合的海洋运动体仿真实验教学系统”获得本次大赛自由设计类工科组一等奖、商业路演竞赛银奖，位列所有参赛作品第3名，这也是哈工程大学连续三年获一等奖。

李冰团队获奖现场

　　海洋工业一直以来都是国家发展的重要立足点，船舶运动控制、动力定位平台运动控制、水翼艇运动控制等对海洋安全和海洋开发都有重要的意义。但海洋运动体控制系统作为教学基础性课程，对于刚入门的学生是较为抽象的。为此，哈工程开发“虚实结合的海洋运动体仿真实验教学系统”，采用虚拟现实技术、增强现实技术来辅助仿真实验教学，学生可以通过VR头盔、VR座椅、定位器等设备，体验海洋真实环境，把理论与实际结合起来，让学习变得更有趣。

　　李冰说：“在以往的教学过程中，理论教学比较枯燥，而我们学科在实验室中往往需要真实的环境，我们基于这个需求开发了虚实结合的海洋运动体仿真实验教学系统，通过虚拟的方式构建海洋环境，包括海浪、海风和海流，包括船舶本身虚拟构建，学生在这种环境下既可以体验真实环境，同时可以虚拟环境里边体验所有环节，真正做到虚实结合，理论结合教学。”

虚实结合的海洋运动体仿真实验教学系统

学生通过VR眼镜与手柄体验真实环境

　　据李冰介绍，团队采用船舶航行姿态虚实同步并行技术，通过5G通讯技术开发研制了一种超低延迟的船舶虚拟实验与船舶模拟平台的同步运行；基于数字孪生的船舶航行姿态控制技术，采用实际实船参数高度还原典型船舶控制系统，在虚拟空间中实现实船与虚拟船舶间的映射；可模拟海洋环境的真实海况，增加了实验的真实性、应用性、互动性实验环节；可验证不同海情对海洋运动体运动姿态的影响、不同控制参数对海运动体稳定性与控制效果的对比分析、不同海洋运动体装置对海洋运动体操纵性、稳定性和能耗的对比分析。

　　该系统与传统教学系统相比，增加了三个创新点：仿真系统虚实结合、系统与实际工程应用相匹配、远程操作与实验管理，为学生提供验证数据，学生可根据实验要求自行设计实验，系统可提供多种实验对象、多种外界环境干扰以及多种控制策略，有助于扩展深入海洋运动体控制工程领域研究，增强学生利用先进技术解决工程问题的能力，锻炼学生独立思考、大胆探索、勇于创新的科学精神，提升学生的实践能力。

李冰在指导团队学生进行实验操作

　　据悉，该教学系统已获得近十项科研、教学荣誉证书，二十多项相关专利。

　　在实验室进行参观体验的人激动地告诉记者：“戴着VR头盔，坐在VR座椅上，通过定位器和控制手柄，就可以在蔚蓝的海洋世界里遨游航母、军舰、钻井平台，这一切都如触手可得般真切！这样的沉浸式学习太过瘾了！”

团队学生在实验室内指导参观代表进行体验