Application of cyber-physical systems for safety training of personnel of the marine on-board simulator

Abstract

В данной статье представлена улучшенная технология обучения персонала морских судов. Одной из особенностей этой технологии является применение виртуальной реальности для моделирования рабочего пространства персонала и нештатных ситуаций на рабочих местах. Рассматриваемая технология может быть использована для создания тренажеров морских судов с применением киберфизических систем. Отработка техники безопасности на море в безопасной среде возможна благодаря комбинированию методов рендеринга виртуального рабочего пространства и частичного воспроизведения элементов управления судна в виде интерфейсов взаимодействия обучаемого со средой виртуальной реальности тренажёра. Моделирование непредвиденных обстоятельств - простой и эффективный метод тренировки, когда у члена экипажа есть определенный запас времени. Для формирования пространства в виртуальной среде, как правило, используется метод трёхмерного моделирования объектов, что требует предварительные обмеры реальных объектов, создание технических чертежей. Этот процесс занимает большое количество времени и требует высококвалифицированный персонал для обработки материала и воссоздания помещений и предметов в виде 3D-моделей. Основная цель этой статьи - представить прототип технологии, с помощью которой можно синтезировать дополнительные ракурсы в виртуальной среде на основе реальных изображений и их карт глубины, что значительно сокращает время разработки модели корабля для создания его симулятора. This article presents an improved process for training ship personnel. One of the features of this process is the use of virtual reality to simulate the workspace of personnel and emergency situations at workplaces. The process in question can be used to create simulators for sea vessels using cyber-physical systems. Practicing safety at sea in a safe environment is possible due to the combination of methods for rendering a virtual workspace and partial implementation of ship controls in the form of interfaces for interaction of a trainee with the virtual reality environment of the simulator. Simulation of contingencies is a simple and effective training method when the crew member has a certain amount of time. To form space in a virtual environment, as a rule, the method of three-dimensional modeling of facilities is used, which requires making preliminary measurements of real facilities, creating technical drawings. This process takes a lot of time and requires highly qualified personnel to process the material and recreate the premises and objects in the form of 3D models. The main goal of this article is to show a prototype of the process that can be used to synthesize additional perspectives in a virtual environment based on real images and their depth maps, which significantly reduces a development time for a ship model to create its simulator.