船舶机舱虚拟现实仿真系统的研究与开发

发布时间：2017-03-22 20:00

  本文关键词：船舶机舱虚拟现实仿真系统的研究与开发，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着计算机技术、通信技术及其它相关技术的飞速发展,信息的可视化成为新的应用发展方向,基于虚拟现实的仿真技术日益成为当前研究的热点。 传统的船舶轮机仿真中,一般只建立船舶电站、集中控制台和主机等设备的半实物仿真,这与真实船舶机舱环境有较大差别。利用虚拟现实技术,建立船舶机舱环境的三维模型,通过显示设备和控制设备使得学员可以在虚拟机舱环境中漫游和进行一些控制操作,对于学员了解机舱环境,增强培训真实感,是比较好的。因此,建立船舶机舱的虚拟现实仿真系统,是对现有船舶轮机仿真器很有益的补充,有利于提高轮机员培训的教学质量。 本文在分析了虚拟现实技术在国内外发展及应用情况的基础上,结合船舶机舱的具体情况,建立了船舶机舱虚拟现实仿真系统,包括船舶机舱环境三维实体建模,实现虚拟机舱漫游功能,并实现实时仿真及交互控制功能。具体工作包括以下几个部分: 1、通过对国内外虚拟现实技术及漫游系统的研究及应用情况综述,阐述了本课题的现实意义,提出了船舶机舱虚拟现实仿真系统的总体设计和实现方法。 2、使用三维建模软件Multigen Creator对船舶机舱进行虚拟场景的构建。建模过程中采用了实例化技术、外部引用技术、纹理映射技术等多种方法。在建立场景数据库后,采用了LOD技术等多方面对模型进行了优化。 3、使用视景驱动引擎Vega实现虚拟机舱环境的实时漫游,实现自动漫游和可控制漫游两种漫游方式,详细说明了漫游的设计方法及实现过程,。 4、建立与现有轮机模拟器之间通信,实现虚拟机舱与船舶轮机模拟器之间的互操作,详细阐述了虚拟场景中运动物体驱动的实现方法。
【关键词】：虚拟现实 视景 轮机 Multigen Creator vega
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：U665.261
【目录】：

• 第1章 引言7-12
• 1.1 课题的背景及研究意义7-8
• 1.1.1 虚拟现实技术概要7
• 1.1.2 船舶轮机模拟器概要7-8
• 1.1.3 课题研究意义8
• 1.2 国内外研究现状8-11
• 1.2.1 国外研究现状8-10
• 1.2.2 国内发展现状10-11
• 1.3 本课题研究目标及内容11-12
• 第2章 船舶机舱虚拟现实仿真系统的总体设计与实现方法12-22
• 2.1 系统的总体设计12
• 2.2 MultiGen Creator三维建模软件12-17
• 2.2.1 三维建模软件分析12-14
• 2.2.2 MultiGen Creator概述14-15
• 2.2.3 MultiGen Creator主要特点15
• 2.2.4 OpenFlight数据库格式15-17
• 2.3 实时仿真软件Vega17-21
• 2.3.1 实时三维处理软件17-19
• 2.3.2 Vega概述19-20
• 2.3.3 Vega应用程序接口20-21
• 2.4 系统实现方法21-22
• 第3章 船舶机舱虚拟场景三维模型的建立及优化22-35
• 3.1 虚拟场景三维模型的建立22-29
• 3.1.1 数据采集22
• 3.1.2 场景数据库层次结构22-24
• 3.1.3 实例化技术24-25
• 3.1.4 外部引用技术25
• 3.1.5 纹理映射技术25-28
• 3.1.6 建模中常见的问题28-29
• 3.2 虚拟场景三维模型的优化29-35
• 3.2.1 实时视景生成技术30
• 3.2.2 模型结构的优化30-31
• 3.2.3 模型面数量的优化31
• 3.2.4 层次细节技术31-35
• 第4章 船舶机舱虚拟场景漫游的实现35-47
• 4.1 虚拟场景漫游的概念35-36
• 4.2 建立基于MFC的Vega视景驱动程序36-38
• 4.3 自动漫游的实现38-40
• 4.3.1 设置自动漫游路径38-39
• 4.3.2 实现自动漫游39-40
• 4.4 可控制漫游的实现40-43
• 4.4.1 可控制漫游方式概述40
• 4.4.2 实现可控制漫游40-43
• 4.5 漫游方式及观察者位置的变换43-47
• 4.5.1 漫游方式的切换43-44
• 4.5.2 观察者位置的变换44-47
• 第5章 通信及虚拟场景中运动物体驱动的实现47-54
• 5.1 实现系统与船舶轮机模拟器之间通信47-48
• 5.1.1 SE 2000简介47
• 5.1.2 使用se2000建立与船舶轮机模拟器之间通信47-48
• 5.2 虚拟场景中运动物体驱动的实现48-54
• 5.2.1 对象物49
• 5.2.2 部件49-50
• 5.2.3 DOF节点50
• 5.2.4 Switch节点50-51
• 5.2.5 仪表指针和操作手柄的驱动51-52
• 5.2.6 指示灯、按钮和多档位开关的驱动52-54
• 结论54-56
• 参考文献56-59
• 致谢59-60
• 攻读硕士学位期间发表的论文60

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 翁石光;;利用MultiGen Creator软件建立虚拟船舶电站控制屏的建模研究[J];船电技术;2009年11期

2 吴艳茹;;轮机仿真实训基地设计与实现[J];实验室科学;2010年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 何金花;船舶运动建模及虚拟现实技术的实现[D];厦门大学;2007年

2 谢元文;基于VR的船舶应急电力系统的设计与控制[D];大连海事大学;2008年

3 王新奇;船舶操纵运动及其虚拟仿真技术研究[D];哈尔滨工程大学;2007年

4 邹蔚龙;五自由度运动平台的实时视景仿真研究[D];厦门大学;2008年

5 陈波;船舶离心泵虚拟拆装及评估系统开发[D];集美大学;2009年

6 姜传立;基于Creator/Vega船舶电站建模及虚拟并车的研究[D];集美大学;2009年

7 王t熌

本文编号：262074