Разработка, изготовление и испытания опытного образца системы трекинга, наголовного подводного дисплея (маски) и программного обеспечения для симуляции плавания в среде виртуальной реальности(заключительный)

Объектом исследования НИОКР являются системы виртуальной реальности, предназначенные для использования в водной среде.Цель работ – разработка, изготовление и испытания системы трекинга, наголовного подводного дисплея (маски) и программного обеспечения для симуляции плавания в среде виртуальной реальности.В процессе НИОКР первого этапа работ был создан прототип системы трекинга и наголовного подводного дисплея, разработано программное обеспечение (ПО) с низкополигональной графикой для проверки работоспособности и эффективности прототипа. Экспериментальные исследования работы как отдельных частей системы, так и всей системы в целом показали перспективность работы по заявленному направлению и выявили проблемные места, нуждающиеся в доработке. На основании этого в ходе НИОКР второго этапа была произведена доработка частей системы, разработаны печатные платы, проведены необходимые работы для перехода от прототипа к опытному образцу, создано ПО верхнего уровня и получен VR-контент с высоколигональной графикой. В результате проведённых работ произведён и успешно протестирован опытный образец, планируемый к внедрению, разработана конструкторская документация. Подготовлена заявка на патент на изобретение, описывающая разработки второго этапа НИОКР в части системы закрепления и обеспечивающая защиту прав ООО «ВиАрДайвер» на интеллектуальную собственность в соответствии с частью четвертой Гражданского кодекса РФ.В результате научно-исследовательских работ, описанных в настоящем отчете, была создана система виртуального сноркелинга, которую возможно использовать в бассейне диаметром от 4 м, и которая позволяет с большой достоверностью сопоставлять плавательную активность пользователя с перемещением его виртуального персонажа в виртуальной среде и вызывает у пользователя эффект полного погружения в ВР.Основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели системы подводной системы виртуальной реальности VRDiver: небольшой объем бассейна (объем бассейна, в котором проводились испытания – 31,2 м3; ширина чаши бассейна – 4 м, длина – 6 м, глубина – 1,3 м); возможность быстрого развертывания и свертывания системы (5-10 минут); длительность сеанса – 15 минут, суммарное время работы вычислительного ядра в ходе испытаний – 1 час, максимальное расчётное время работы вычислительного ядра без подзарядки – 2 часа; допустимая величина силы, прилагаемой к системе верхнего закрепления (соответствует максимальным плавательным усилиям, создаваемым пользователем) – 10 кгс (соответствует 100Н);расчет параметров движения виртуального персонажа (аватара) производится в реальном времени, задержка доставки информации с датчиков ориентации – не более 10мс, с датчиков силы и ускорения – не более 20мс, частота генерации стереопары изображений и обновления дисплея – 60 Гц.,разрешение изображений стереопары и дисплея – 2560 х 1440 точек,высокая точность передачи ощущений плавания в виртуальной реальности.Габариты маски (без сноркеля) – (В)238 х (Ш)178 х (Г)110 мм, масса – 830 г.;габариты модуля трекинга – (Д)128 х (Ш)117 х (В)35 мм, масса – 350 г.;масса системы закрепления модуля трекинга на теле – 385 г.Степень внедрения: система подводной виртуальной реальности VRDiver по итогу серии испытаний в бассейне получила положительную оценку пользователей, в том числе – тренеров по плаванию. Опытный образец системы планируется к внедрению в 2021 г. В результате проведенных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ удалось достичь заявленных характеристик как отдельных частей системы (системы трекинга, наголовного подводного дисплея (маски) и программного обеспечения для симуляции плавания в среде виртуальной реальности), так и всей системы подводной виртуальной реальности в целом. Испытания опытного образца позволили подтвердить востребованность применения ВР-технологий в водной среде в сферах развлечений и гидрореабилитации. Интерес к внедрению описанной в настоящем отчёте технологии проявляют частные бассейны из разных регионов России, таким образом, можно заключить, что работы выполнены успешно.