六軸動感平台結合虛擬實境之研究

Control of a six-DOF Servo-hydraulic Motion Platform Using Virtual Reality

任志強(Jyh-Chyang Renn) ； 鄭俊誠(Jyun-Cheng Cheng) ； 顏宗源(Zong-Yuan Yan) ； 郭建春(Jian-Chun Guo)

《機械技師學刊》 1卷3期 (2008/09) Pp. 21-26

https://doi.org/10.6208/JPME-2008-03-04

摘要

近年來由於虛擬實境(Virtual Reality)概念的興起，及電腦繪圖處理速度的快速發展，國內外對於虛擬實境動態模擬系統的開發與應用已有相當的成果，如飛行模擬器，汽車的駕駛訓練儀等。所謂模擬機即是運動平台與虛擬實境場景的整合，也就是將3D影像輸出與硬體機構做結合，並藉由運動平台的位置控制與速度控制，將運動平台的動作變化與3D影像緊密配合，使操作者有融入實境的感覺。
六軸運動平台為一並聯式機構，其結構為上下平台間用連桿連結而成，藉由軟體控制其連桿的伸長量，使平台到達指定的位置。其機構型式簡單而數學複雜，整個平台的運動牽涉到相當龐大的數學運算，但總體來說，六軸動感平台的應用不論在軍事、工業、娛樂上皆有相當的潛力。模擬機的設計目的為提供一安全的操控環境來取代高成本的實地訓練，經由模擬機營造出一個虛擬實境，使受訓者能有身歷其境，並與仿真環境有一互動的關係，藉此達到訓練的目的，並具有降低訓練成本與訓練時程之效用。
再加上一般大眾對於休閒娛樂的日益重視，使得模擬機也漸漸的投入娛樂市場，本文將自行設計之控制軟體搭配六軸動感平台，並結合3ds max虛擬實境開發軟體所建構的3D場景，作為娛樂模擬機的用途，未來更期望藉此能降低成本，使得一般大眾更容易體驗動感模擬的樂趣。

關鍵字

虛擬實境 ； 模擬機 ； 3D影像 ； 六軸動感平台

並列摘要

Recently, the technique of virtual reality and computer graphics has been making significant progress. Consequently, many achievements have been done regarding the development and application of simulation machines, such as the flight simulator, car drive-training simulator, etc. Simulation machine is a combination of motion platform and virtual reality. In this paper, the utilized servo-hydraulic motion platform is a six-DOF parallel connected mechanism, in which the upper and lower platforms are connected by 6 servo-hydraulic cylinders. Finally, the manual keypad control as well as the platform movement control combined with 3D-animation are successfully implemented.

並列關鍵字

Virtual Reality ； Simulation Machine ； 3D Images ； Six-DOF Motion Platform