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航海模拟器中缆绳作业的仿真研究
| 论文题名： | 航海模拟器中缆绳作业的仿真研究 |
| 关键词： | 航海模拟器;撇缆作业;集中质量模型;数据手套;动态仿真 |
| 摘要： | 船舶在进港靠泊的过程中,最重要的一步就是把第一根缆绳系在缆桩上,具体操作过程为甲板船员把撇缆绳一端的撇缆头投掷到岸上,由带缆工通过撇缆绳把大缆绳的琵琶头拖拽上岸套在缆桩上。其中撇缆是甲板部船员的一项重要基本技能。传统的培训方式是在专门的训练场地,由专业人员演示,然后学员模仿反复练习。这种培训具有占用场地大、易受天气影响、具有一定的危险性等缺点。随着虚拟现实技术和仿真技术的快速发展,开发撇缆作业的模拟器成为可能。如果撇缆作业的培训可以在模拟器上完成,这无疑改善了培训条件,解决了传统培训的弊端。为了达到上述目的本文主要做了如下研究: 1.基于集中质量方法,利用经典的弹簧质点模型对撇缆绳进行了数学建模,实现了撇缆绳的可视化仿真; 2.在弹簧质点模型的基础上,将质点近似为集中质量的球单元,弹簧近似为具有一定质量的杆单元,引入了Kawabata拉伸张力模型,考虑了空气动力的影响,建立了撇缆绳运动的数学模型; 3.利用OpenGL图形库函数编程构建了虚拟手的三维模型,通过控制坐标系转换的函数完成了虚拟手的运动; 4.采用Vhand2.0数据手套作为人机交互的工具,实现了人手到虚拟手的运动映射,完成了撇缆作业的动态仿真。 |
| 作者： | 吴长林 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 尹勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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