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基于运动平台体感模拟的救助船模拟器研究
| 论文题名： | 基于运动平台体感模拟的救助船模拟器研究 |
| 关键词： | 船舶模拟器;运动平台;体感模拟;虚拟现实技术;视景仿真 |
| 摘要： | 船舶模拟器作为船员的日常训练方式已经被广泛应用，然而对于救助船这一特殊对象，由于其出航环境多处于恶劣海况，船舶摇摆运动剧烈，通用式的船舶模拟器并不能完全满足训练要求，因此需要开发出一套针对救助船的模拟器。本文在这一项目背景下，本文对救助船模拟器开发的系统构架、运行原理进行了研究。根据所执行的任务将整个系统分为了四个功能子系统，在此基础上对系统中软、硬件的开发工具、方法进行了研究，解决了关键技术问题，根据所取得的研究成果，开发出了一套基于运动平台体感模拟的救助船模拟器原型机系统。该系统不仅实现了通用船舶模拟器所要求的基本模拟驾驶功能，针对救助船的特殊性，还引入了特殊功能模块，突破了传统模拟器针对救助船存在的功能局限性。 在系统构架上，模拟器原型机系统采用分布式仿真的思想，将四台不同功能的计算机在局域网内连接，采用TCP/IP协议解决了系统各部分间数据通讯的问题，实现了系统各部分之间的协调运行。 本文采用Vega Prime内核与MFC类库API相结合的方法，解决了视景软件中图形渲染、交互控制、数据传输等问题，在此基础上提出了救助作业可视化仿真的方法，突破了救助船员模拟训练评价方式针对性不足的局限性;基于AVR单片机开发的操纵设备主控板，解决了操船数据采集处理与传输的问题，实现了操纵设备对虚拟船舶的控制;采用引入六自由度平台的设计方案，提供了模拟大风浪下船舶运动的工具，在软件上基于UDP协议，解决了数据传输效率的问题，实现了船舶摇摆运动的实时复现，弥补了传统模拟器对于大风浪中操船环境模拟真实感的不足;此外，基于LabView库函数与MFC类库中封装的GDI接口函数，解决了虚拟仪表软件与电子海图软件中船舶数据接收与实时显示问题，实现了操船必要信息实时、准确地提供。 通过系统应用实验的结果表明，本文开发的救助船模拟原型机系统能够按照设计要求正常运行，验证了所提出的系统构架与开发方法的可行性。 |
| 作者： | 陈卓 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 熊伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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