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船舶系离泊操纵中缆绳作业过程的仿真
| 论文题名： | 船舶系离泊操纵中缆绳作业过程的仿真 |
| 关键词： | 航海模拟器;船舶系离泊操纵;缆绳作业;质点弹簧模型;碰撞检测;人机交互 |
| 摘要： | 船舶系离泊是船舶航行的重要阶段，由于系离泊操纵难度大、事故率高等特点，迫切需要开发系离泊航海模拟器来进行相应培训和安全评估等。缆绳作业是系离泊操纵中重要的组成部分，实现缆绳作业的仿真可为系离泊航海模拟器的研发打下良好基础。 本文提出了系离泊航海模拟器的整体架构，并阐述了系统各个单元的基本功能;着重分析了缆绳作业仿真的重要性;指出了缆绳作业仿真涉及到的关键技术。 本文综合分析了缆绳所受的重力、摩擦力和空气阻力等情况，利用质点-弹簧模型建立了缆绳的物理模型，并采取动态约束法对该模型进行改进，使得缆绳模型更加稳定。利用圆柱体连接质点的方法来绘制三维缆绳，最后进行纹理映射实现缆绳可视化。 本文还根据船舶甲板形状的特点，选取了合适的方法确定了碰撞检测区域;研究和分析了碰撞检测技术。最终采用基于距离场的碰撞检测方法进行缆绳与船体、缆绳与岸壁的碰撞检测，并对碰撞响应进行了研究，使得仿真的效果更加逼真。 最后，本文在Windows系统和Visual Studio2008环境下，以浙江大学开发的数据手套和位置跟踪器为主要交互设备，分析了数据手套与位置跟踪器的数据交互机制;探讨了虚拟手关节的特点;提出了从人手到虚拟手的运动映射方案;应用OSG(OpenSceneGraph)的函数库，实现了虚拟手对缆绳的虚拟操作。 |
| 作者： | 赵士涛 |
| 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： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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