Ajosimulaation toteutus Unity 3D -pelimoottorilla

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli ajosimulaation toteutus Unity 3D -pelimoottorilla. Työn idea syntyi, kun ENVI-oppimisympäristöön tarvittiin liikealustalla toimiva ambulanssisimulaattori, jonka avulla opiskelijat voisivat oppia erilaisia hoitotilanteita. ENVI on terveydenalan opiskelijoiden virtuaalinen oppimisympäristö. Työn toimeksiantaja oli ohjelmistotekniikan laboratorio pLAB, joka sijaitsee Lapin ammattikorkeakoulun tiloissa Rantavitikalla.

Opinnäytetyön tavoitteena oli toteuttaa Unity 3D -ohjelma Moog-liikealustan ohjaamiseen UDP-yhteyden kautta. Liikealustan liikkeen tuli olla mahdollisimman sulavaa. Lisäksi tavoitteeksi sisällytettiin virtuaalilasien yhteiskäyttö liikealustan kanssa. Lopputuloksen tuli myös olla helposti integroitavissa uusiin Unity 3D -projekteihin. Työn keskeisenä ongelmana oli saada Unity 3D -pelimoottori kommunikoimaan liikealustan kanssa UDP-yhteyden avulla sekä saada liikealustan liikkuminen tasaiseksi.

Sovellus toteutettiin C#-ohjelmointikielellä Unity 3D -pelimoottorilla. Pelimoottorin ja liikealustan välinen kommunikointi tapahtuu UDP-yhteyden välityksellä. Työn tuloksena syntyi Unity 3D -ohjelmisto, joka ohjaa liikealustaa. Liikealusta ohjautuu pelimaailman auton mukaisesti, lukuun ottamatta äkkinäisiä liikkeitä, jolloin liikealustan liike on sulavaa. Pelimaailmassa olevan auton ajaminen tapahtuu ratti-poljin-yhdistelmän avulla ja sovelluksen käyttäjä pystyy kokemaan virtuaalimaailman virtuaalilasien kautta. Ambulanssisimulaattorin toteutus aloitetaan sovelluksen pohjalta. Lopputulos toteutettiin myös niin, että se on helposti liitettävissä uusiin Unity 3D -projekteihin ja peliobjekteihin.

The subject of this Bachelor’s thesis was driving simulation implementation with the Unity 3D game engine. The thesis was part of further development of a project called ENVI, which is a virtual learning environment for the health care students. There was a need for an ambulance simulator on the motion platform so that the students can practice different scenarios of health care. This project was commissioned by pLAB. pLAB is software engineering laboratory located in the Lapland University of Applied Sciences.

The objective of this thesis was to create a Unity 3D software to control the Moog motion platform. In addition, a virtual reality headset, called Oculus Rift, was attached to this thesis to increase the immersion in virtual reality. The end result also had to be easy to integrate with the new Unity 3D projects. One of the common problems was how to get the Unity 3D game engine communicate with the motion platform via a UDP connection and how to get the motion platform moving smoothly.

The programming language used was C-sharp and the software was accomplished with the Unity 3D game engine. The software sends data packets to the motion platform via a UDP-connection.

The result of this thesis was software which moves the motion platform. The movement is related to the position of the Unity 3D game object in the virtual environment, without the exceptions of sudden movements, so that the movement of the motion platform is smooth. A person can observe the virtual reality with the Oculus Rift headset. The user is also able to drive a car with a steering wheel and pedals. The implementation of the ambulance simulator is started based on the software. The end result was also implemented the way that it is easy to attach to the new Unity 3D project and game objects.