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基于真实环境场的航海模拟器场景管理系统研究
| 论文题名： | 基于真实环境场的航海模拟器场景管理系统研究 |
| 关键词： | 航海模拟器;场景管理系统;模型构建;交通条件匹配;目标船模型;运动控制 |
| 摘要： | 航海模拟器被广泛应用于船员培训与港航工程论证领域，其仿真准确度决定了船员培训效果与港航工程论证可信度。现有航海模拟器仿真场景存在自然环境设置、模拟交通流设置和目标船运行三方面与真实环境不符合的问题，且多数学者仅对单个要素进行研究，仿真场景整体与真实环境符合性的研究较少。针对这一问题，有必要对航海模拟器仿真场景进行研究，本文以高级体系结构为整体构架，构建了基于真实环境场的航海模拟器场景管理系统。 本文主要完成的工作如下： （1）分析了航海模拟器场景管理系统的需求。通过描述航海模拟器的系统组成和工作流程，为研究场景管理系统提供了基础，结合仿真场景编制流程，确定了环境场的构成要素，对每个构成要素提出了具体需求。 （2）对支撑实现航海模拟器场景管理系统的关键技术进行了分析。确定了需采用的环境场模型构建技术，为提升仿真场景真实性提供技术支撑；提出了基于历史AIS数据的交通条件匹配方法和目标船模型综合控制方法，分别解决了结合真实交通流的仿真场景模拟交通流生成问题和仿真场景运行后目标船模型运动控制与管理的问题。 （3）设计了航海模拟器场景管理系统。确定了系统的主要功能和组成部分，依据高级体系结构模块化设计了系统的组成部分，分析了系统的数据组成和结构，规划了系统功能的具体实现流程。 （4）实现并验证了航海模拟器场景管理系统。系统以武汉理工大学航海模拟器为平台，借鉴教练站布局设计了系统界面，以长江口海域为试验区域，利用真实自然与交通环境数据验证了系统的主要功能。 本文研究提高了航海模拟器仿真场景的真实性，减少了教练员的仿真场景编制量，提高了船员培训训练效果和港航工程论证可信度，为实现航海模拟器开展船员培训与港航工程论证的自动化与智能化提供了基础。 |
| 作者： | 卢学 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 陈立家 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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