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基于EPX的气垫船驾控模拟器视景系统仿真研究
| 论文题名： | 基于EPX的气垫船驾控模拟器视景系统仿真研究 |
| 关键词： | 气垫船;驾控模拟器;视景系统;碰撞检测;地形匹配 |
| 摘要： | 视景仿真系统作为气垫船驾控模拟器的一个必不可缺的组成部分,要求能够真实的、直观的显示出气垫船在场景中航行状态。需要合理利用资源,构建出一个符合性能标准的视景仿真系统。本文根据气垫船模拟器的实际需要构建了气垫船的视景系统,并基于建立过程中的实际问题,对碰撞检测技术和地形匹配算法进行了进一步研究。 对于地形匹配,借鉴履带式车辆的六点匹配算法,在四点匹配算法上进行改进,利用五点匹配算法进行地形的匹配。对气垫船进行刚体简化,并且选取包括中心在内的五个关键特征点对这个刚体进行离散简化。对这五个点分别进行高程数据的计算,然后从中选取三个匹配点确定气垫船的姿态平面。这种算法解决了四点匹配算法中,气垫船对地形的切割问题。在海面上使用三点匹配算法,用简单的算法达到气垫船的海面匹配问题。 视景系统中,碰撞检测是一个重要的组成部分,其准确性和实时性至关重要,尤其对于操纵模拟器。本文根据视景系统的碰撞检测特点,利用基于线段的碰撞检测。在气垫船围裙的外围布置一圈碰撞检测线段,对围裙进行拟合,方便的排除掉不可能发生碰撞的物体。在发生碰撞时,利用二分法,对被检测到的碰撞检测线段进行实时分割及重新布置。通过确定一个阈值作为停止分割的临界条件来确定是否停止分割。分割停止后,取最后被分割的线段中点作为碰撞检测点。在碰撞响应方面,对气垫船进行区域划分,分别对每个区域进行碰撞面积和碰撞方向的计算,使得计算简单,减少了系统的运算负荷。 为了模拟海洋中的海浪,对几种海浪谱进行了分析,并在基于海浪谱的基础上进行海浪的模型建模。最后运用FFT变换实现了海浪的模型建立,并生成了实时的海浪。 |
| 作者： | 郑恩 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 祝海涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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