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基于视景的船舶驾驶模拟器设计开发
| 论文题名： | 基于视景的船舶驾驶模拟器设计开发 |
| 关键词： | 船舶驾驶模拟器;软件设计;功能结构;三维立体视景 |
| 摘要： | 船舶驾驶模拟器是仿真技术应用于船舶领域的一个热点,它利用虚拟现实仿真技术营造一个虚拟的船舶驾驶环境,人们通过模拟器的操作部件与虚拟的环境实现人机交互。对于船员技能的培训、船舶性能的检测以及港口航道性能的分析都有着非常现实的作用和意义。 本文在Visual C++、Matlab、SQL Server2000、MapX、力控组态软件的平台上,针对实船驾驶操纵系统所具有的功能,开发出了由多个系统分布式所构成的三维立体视景的船舶驾驶模拟器平台,该平台主要包括:数据采集与监控报警系统、船舶运动仿真系统、电子海图模拟系统、导航雷达模拟系统、虚拟罗经显示系统以及三维立体显示等系统。系统利用SQL Server2000数据库服务器与客户端的数据通信作为信息在各分布式系统中交互的数据通信桥梁,协调平台内部各系统之间的数据传输与通信。 在平台的运行过程中,两台视景处理计算机负责生成船舶在行驶过程中由船舶驾驶室所观察到的视景,并通过带有偏光镜片的投影仪投影到宽屏幕布上。操作人员可以通过佩戴立体眼镜的方式观察船舶的视景图像,产生三维立体的感觉。一台船舶运动仿真计算机根据所接收到的外部指令信息,负责船舶运动状态的计算仿真,实时的计算船舶的运行状态并输出到视景中,使操纵人员可以通过驾驶台上的车钟与舵轮控制视景中的景物按照船舶的航速与航向变化。此外,在驾驶台上,操作人员还可以从其它计算机上所搭载的系统观察到船舶当前的运行状态、所处的地理位置等信息,在船舶的运行状况出现问题的时候,船舶报警系统会发出提示信息,并指出问题的类型以及所在位置。经运行发现,该平台运行流畅,能够贴近真实船舶的运行状态,各种功能相对齐全,已经具备了船舶驾驶模拟器的基本形态。 本系统具有较强的实际使用意义,在不断扩展完善模型的基础上,可以延伸到机舱、电站等操作部位,也可以移植到汽车、火车、飞机、起重机、发电厂等模拟器开发领域,还可以后续开发出手柄操作和数字手套操作等交互手段,使模拟器应用在更深更广的领域中,为操作人员的培养提供一条便捷的道路。 |
| 作者： | 李荣川 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 陈宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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