交互式虚拟船舶训练平台的研制与开发
发布时间：2020-11-17 05:04
船舶训练平台是以水上适应性为目的的实景仿真训练装置,兼具船员训练和娱乐游戏等功能。现有的船舶训练平台技术上多采用计算方法实现船体的运动仿真,通常难以真实模拟船舶姿态,其视场也往往是计算机仿真模拟,并非实景影像的再现,实际应用的满意度多存在一定不足,难以满足高端训练项目特别是海员训练的要求。课题对常规的商船海员适应性训练和游戏娱乐产业等具有重要价值,对于我国现代化海军建设亦具有重要意义。海军是我国国防力量的重要兵种,也是我国海疆安全和人民幸福的重要保障,其综合实力的提升不仅需要先进的军事装备,更需要一流的海军士兵,课题项目有望以低廉的成本实现海军士兵的选拔和日常的适应性训练。课题在融合惯性传感技术、物联网技术和虚拟现实技术的基础上构建了交互式虚拟船舶训练平台,研究内容主要包括:1)方案设计。针对现有船舶训练平台存在的问题并结合船舶运动特特征,给出系统性能指标以及功能需求。根据设计指标和惯性导航原理,对系统机械结构和软硬件进行了方案设计,确定了卡尔曼滤波的欧拉角解算算法为本文的姿态解算算法。2)机构设计。根据设计指标,对本设计机械结构的材料、尺寸以及关键零部件进行了设计、选型和校核。同时,对系统机械结构进行了运动学分析,结果表明能够满足设计指标。3)软硬件设计。根据系统功能需求,对各个模块进行了硬件搭建和软件编写。其中,数据采集模块实现了传感器数据的采集、处理和传输;服务器实现了数据传输和保存;平台控制模块实现了对船舶训练平台的运动控制;VR眼镜实现了全景AR视景系统的运行。4)系统测试。针对系统的各个方面进行了多项实验,包括传感器数据精度实验、系统模块间通信实验以及平台控制性能实验。现场实验表明,本课题的交互式船舶训练平台能够真实的再现航海船舶的姿态和视景环境,可满足水上适应性训练,特别是高端训练项目如海军士兵和商业海员的实景训练需求,并满足游戏娱乐行业的交互式体验的需求。
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U676.2
【部分图文】：
图 1-1 飞行训练装置的下平台为基座，固定不动，上平台由六个液铰链与基座连接，同时通过三自由的铰链与上的铰链连接，与主液压缸通过单自由度的铰链性进行了详细的论述，奠定了多自由度运动平平有限，该装置仍停留在设计阶段，并未研制度运动平台领域做出理论研究工作，该运动平，医疗，娱乐等领域。 年代，美苏两国开展了多方面的军事竞赛，也军事训练中。有了 Stewart 的理论支撑，美国 训练航天飞行员[17]，如图 1-2 所示。
图 1-1 飞行训练装置练装置的下平台为基座，固定不动，上平台由六个液压缸由度的铰链与基座连接，同时通过三自由的铰链与上平台自由度的铰链连接，与主液压缸通过单自由度的铰链连接的可行性进行了详细的论述，奠定了多自由度运动平台的技术水平有限，该装置仍停留在设计阶段，并未研制出产自由度运动平台领域做出理论研究工作，该运动平台后，车辆，医疗，娱乐等领域。纪 70 年代，美苏两国开展了多方面的军事竞赛，也是由应用于军事训练中。有了 Stewart 的理论支撑，美国 NASA台用于训练航天飞行员[17]，如图 1-2 所示。
第一章 绪论电缸驱动的两自由度摇摆平台，如图 1-3 该摇摆平台采用伺服控制系统，可以模拟遇到 7 级大风时的姿态[18]。同期，美国国家生物动力学实验室（National Biodynamaboratory）研制了一套六自由度船舶训练平台，如图 1-4 所示。该船舶训练平台采用驱动，最大可载重 1000kg，六个自由度上的工作空间分别是：横摇±22°，纵摇±25摇±23°，横荡±0.3m，纵荡±2.8m，升沉±0.18m[19]。这些应用于军事领域的船练平台大都为了模拟真实的战斗场景，来进行军事人员在海上作战的适应性训练，船病药物的研究以及船用设备的性能测试研究。
【参考文献】
本文编号：2887117
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U676.2
【部分图文】：
图 1-1 飞行训练装置的下平台为基座，固定不动，上平台由六个液铰链与基座连接，同时通过三自由的铰链与上的铰链连接，与主液压缸通过单自由度的铰链性进行了详细的论述，奠定了多自由度运动平平有限，该装置仍停留在设计阶段，并未研制度运动平台领域做出理论研究工作，该运动平，医疗，娱乐等领域。 年代，美苏两国开展了多方面的军事竞赛，也军事训练中。有了 Stewart 的理论支撑，美国 训练航天飞行员[17]，如图 1-2 所示。
图 1-1 飞行训练装置练装置的下平台为基座，固定不动，上平台由六个液压缸由度的铰链与基座连接，同时通过三自由的铰链与上平台自由度的铰链连接，与主液压缸通过单自由度的铰链连接的可行性进行了详细的论述，奠定了多自由度运动平台的技术水平有限，该装置仍停留在设计阶段，并未研制出产自由度运动平台领域做出理论研究工作，该运动平台后，车辆，医疗，娱乐等领域。纪 70 年代，美苏两国开展了多方面的军事竞赛，也是由应用于军事训练中。有了 Stewart 的理论支撑，美国 NASA台用于训练航天飞行员[17]，如图 1-2 所示。
第一章 绪论电缸驱动的两自由度摇摆平台，如图 1-3 该摇摆平台采用伺服控制系统，可以模拟遇到 7 级大风时的姿态[18]。同期，美国国家生物动力学实验室（National Biodynamaboratory）研制了一套六自由度船舶训练平台，如图 1-4 所示。该船舶训练平台采用驱动，最大可载重 1000kg，六个自由度上的工作空间分别是：横摇±22°，纵摇±25摇±23°，横荡±0.3m，纵荡±2.8m，升沉±0.18m[19]。这些应用于军事领域的船练平台大都为了模拟真实的战斗场景，来进行军事人员在海上作战的适应性训练，船病药物的研究以及船用设备的性能测试研究。
【参考文献】
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本文编号：2887117
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