МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАХВАТА СЫПУЧЕГО ГРУЗА ГРЕФЕРОМ В ТРЕНАЖЕРНОМ КОМПЛЕКСЕ НА ОСНОВЕ UE5

MODELING OF BULK CARGO GRABBING BY A GRABBER IN A TRAINING COMPLEX BASED ON UE5

Arina Makhmud

student, Department of Information Technology and Automated Systems, Perm National Research Polytechnic University,

Russia, Perm

Elena Dolgova

scientific supervisor, candidate of Sciences in Economics, associate professor, Perm National Research Polytechnic University,

Russia, Perm

АННОТАЦИЯ

В статье исследуется методика реализации переключения между режимами работы крана и грейфера с использованием игрового движка Unreal Engine. Рассматривается подход к созданию интерактивной системы управления, позволяющей оператору виртуального тренажера плавно переходить от режима грузоподъемного крана к режиму захвата груза грейфером и обратно.

ABSTRACT

The article examines the methodology for implementing switching between crane and grab modes using the Unreal Engine game engine. It considers an approach to creating an interactive control system that allows the operator of a virtual simulator to smoothly switch from the crane mode to the grab mode and back.

Ключевые слова: Unreal Engine, виртуальный тренажер, кран-грейфер, переключение режимов.

Keywords: Unreal Engine, virtual simulator, grab crane, switching modes.

Современные тренажёры для операторов спецтехники всё чаще используют технологии виртуальной реальности, обеспечивая реалистичное обучение без риска повреждения дорогостоящего оборудования. Одной из ключевых задач при создании таких симуляторов является реализация переключения между рабочими режимами - в частности, между режимом обычного грузоподъёмного крана и режимом грейфера.

Для реализации смены инструмента с крюка на грейфер необходимо указать новый инпут SwitchTool в ProjectSettings это событие (ивент) обрабатывается в WorkingCrane_BP.

На рисунке 1 представлена схема управления переключением устройств (например, между режимами крана и грейфера) с помощью кнопки Q в Unreal Engine.

1. InputAction SwitchTool

Это действие ввода (Input Action), которое активируется при нажатии клавиши:

• Pressed – событие срабатывает в момент нажатия кнопки.
• Released – событие при отпускании кнопки (не используется в данной схеме).
• Key – указание, что действие привязано к клавише Q (предположительно).

2. Switch Tool

Логика переключения устройства:

Target is Working Crane BP – цель переключения — Blueprint (BP) рабочего крана (Working Crane BP).

Target self – означает, что действие применяется к текущему объекту (самому себе, т.е. к крану).

При нажатии Q система вызывает событие InputAction SwitchTool - Pressed.

Запускается функция Switch Tool, которая меняет состояние крана (переключает его между режимами "Кран" и "Грейфер").

Изменения применяются к самому объекту (Target self), то есть к Working Crane BP.

Схема реализует простое переключение режимов работы устройства (крана/грейфера) по нажатию клавиши Q.

Для плавного перехода можно добавить анимации (например, через Animation Blueprint) или звуковые эффекты.

Рисунок 1. Смена инструмента

Далее для выполнения реализации смены инструмента, необходимо внутри удалить старый актор инструмента, а затем выполнить смену индекса для массива классов инструментов и создать (спавним) инструмент с классом по этому индексу, смена индекса класса и удаление старого инструмента представлены на рисунке 2.

Рисунок 2. Смена индекса класса и удаление старого инструмента

После смены индекса класса и удаление старого инструмента происходит обобщенная логика прикрепления инструмента к крану с помощью PhysicConstraintComponents и CableComponents.

Взаимодействие с инструментом происходит через интерфейс BPI_CraneTool, для того чтобы убрать зависимость от класса.

Всем компонентом которые связываются парами выдан тэг и по этому тэгу происходит поиск соответствующего компонента (Рисунок 3).

Рисунок 3. Прикрепление инструмента.

 В итоге переключение реализовано система управления режимами, включающая в себя два типа управления:

• Крановый режим: управление положением крюка (рисунок 4)
• Грейферный режим: управление раскрытием/закрытием челюстей (рисунок 5)

Рисунок 4. Крановый режим

Рисунок 5. Грейферный режим

Реализация переключения между режимами крана и грейфера в Unreal Engine демонстрирует эффективность игровых технологий для создания профессиональных тренажёров. Предложенное решение обеспечивает:

• Физически корректное поведение системы
• Интуитивное управление
• Высокий уровень визуализации

Дальнейшее развитие проекта может включать:

• Интеграцию с системами машинного обучения
• Реализацию мультиплеерых режимов
• Поддержку тактильной обратной связи

Перспективы: С развитием аппаратного обеспечения VR и возможностей Unreal Engine подобные симуляторы станут стандартом в подготовке операторов спецтехники.

Список литературы:

1. Шикин, Е. В. Математические методы и модели в управлении: учебное пособие для студентов управленческих специальностей вузов / Е. В. Шикин, А. Г. Чхартишвили: Московский гос. ун-т им. М. В. Ломоносова, Фак. гос. управления. – Москва: КДУ, 2009;
2. Тюрин С. Ф. Теория графов и ее приложения – ПНИПУ – 2015;
3. Unreal Engine - Academic [Электронный ресурс].- Режим доступа: https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/238963 (дата обращения: 24.04.2019)
4. История технологий - Unreal Engine - GameGpu [Электронный ресурс].-Режим доступа: https://gamegpu.com/history/istoriya-tehnologii-unrealengine.html (дата обращения: 24.04.2019)