船舶主要机电设备仿真及培训系统的研究与开发

发布时间：2017-09-19 12:03

  本文关键词：船舶主要机电设备仿真及培训系统的研究与开发

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【摘要】：中国船舶事业的发展日新月异，船只的数量逐年增加，其安全性的要求也越来越高。随之而来，对船员综合素质的要求也相对变高，将虚拟现实技术运用到船舶仿真培训中，建立一个集仿真、漫游、学习为一体的船舶仿真及培训系统，不仅能在低成本、高效率的情况下达到培训船员的目的，而且对船舶事业的发展具有重大的促进作用。 本文针对目前船舶仿真及培训系统功能单一，场景真实感不足等情况，根据船舶主要机电设备的仿真，在Creator和GL Studio建立的三维模型的基础上，运用三维实时仿真软件Vega Prime，结合MFC开发了一个集驾驶模拟、船上漫游和理论学习为一体的船舶主要机电设备仿真及培训系统，主要工作如下： 首先，分析了系统的功能需求，以及研究对象，设计了系统的总体方案，将船舶仿真及培训系统分为驾驶模拟、船上漫游和理论学习三个模块。选择了以多视图的方式开发系统，并对多视图的普通实现和基于Vega Prime的实现进行了分析和研究。 其次，利用Vega Prime中的Lynx搭建了系统的虚拟场景，，大大减少了编程的工作量。同时添加了运动模式、特效、碰撞检测等功能，并设计了河道上自由船只默认的航行路径。 最后，开发驾驶模拟模块的轮机模拟子模块实现了船舶主要机电设备的动力学仿真；开发驾驶模拟模块的地图选择、专家系统、人工智能以及综合评定子模块实现了船舶主要机电设备的培训功能，并重点研究了专家系统功能用于指导对船员的培训；开发船上漫游模块、理论学习模块实现了对培训系统的扩展，船上漫游模块实现了让船员了解机电设备的摆放位置、信息以及船上各个舱室的位置等功能，理论学习实现了对机电设备知识、规章制度、注意事项等理论的学习的功能。
【关键词】：机电设备 仿真 培训 多视图 漫游
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U665;TP391.9
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 论文研究的背景及意义8-9
• 1.2 虚拟现实技术9-10
• 1.2.1 虚拟现实的概念9
• 1.2.2 虚拟现实的特征9-10
• 1.3 国内外研究现状10-11
• 1.3.1 国外研究现状10-11
• 1.3.2 国内发展现状11
• 1.4 论文目标与主要内容11-12
• 1.5 本章小结12-13
• 2 船舶主要机电设备仿真及培训系统总体设计方案13-23
• 2.1 系统功能分析13
• 2.2 系统的总体开发方案设计13-15
• 2.3 系统主要机电设备15-19
• 2.3.1 机械设备15-17
• 2.3.2 操作设备17-18
• 2.3.3 仪器仪表18-19
• 2.4 系统的开发工具19-22
• 2.4.1 三维建模软件 MultiGen Creator19-20
• 2.4.2 仿真软件 Vega Prime20-21
• 2.4.3 仪表仿真软件 GL Studio21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 3 船舶主要机电设备仿真及培训系统场景的构建23-29
• 3.1 船舶主要机电设备仿真及培训系统静态场景的构建23
• 3.2 船舶主要机电设备仿真及培训系统虚拟场景的构建23-28
• 3.2.1 虚拟场景的创建23-25
• 3.2.2 运动模式的选择25
• 3.2.3 特效的添加25-27
• 3.2.4 碰撞检测的加载27
• 3.2.5 自由船只路径导航的实现27-28
• 3.3 本章小结28-29
• 4 船舶主要机电设备仿真及培训系统软件的研究与开发29-41
• 4.1 系统软件开发环境29-30
• 4.1.1 硬件环境29
• 4.1.2 编译环境29-30
• 4.2 多视图的选择和研究30-39
• 4.2.1 选择多视图的必要性30
• 4.2.2 多视图架构的设计30-32
• 4.2.3 MFC 中多视图实现方法32-35
• 4.2.4 Vega Prime 仿真界面视图切换的实现35-39
• 4.3 船舶主要机电设备仿真及培训系统的框架设计39-40
• 4.4 本章小结40-41
• 5 船舶主要机电设备仿真培训功能的研究与开发41-64
• 5.1 船舶主要机电设备的仿真41-45
• 5.1.1 驾驶模拟模块的设计41-42
• 5.1.2 船舶主要机电设备动力学仿真42-45
• 5.1.3 环境更改和仪器仪表的仿真45
• 5.2 船舶主要机电设备培训系统的研究与开发45-56
• 5.2.1 地图选择模块的研究与开发45-47
• 5.2.2 专家系统模块的研究与开发47-54
• 5.2.3 人工智能模块的研究与开发54-55
• 5.2.4 综合评定模块的研究与开发55-56
• 5.3 船舶主要机电设备辅助培训系统的研究与开发56-63
• 5.3.1 船上漫游模块的研究与开发57-59
• 5.3.2 理论学习模块的研究与开发59-63
• 5.4 本章小结63-64
• 6 结论与展望64-66
• 6.1 结论64
• 6.2 展望64-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐晓东;;基于VEGA PRIME的无人机飞行视景仿真系统的研究[J];电脑知识与技术;2008年04期

2 李万;王学军;崔小鹏;;GL Studio与Vega Prime在某舰炮虚拟训练仿真系统中的应用[J];火炮发射与控制学报;2010年02期

3 康强;;虚拟现实实时仿真解决方案Vega Prime[J];CAD/CAM与制造业信息化;2009年09期

4 张占龙,罗辞勇,何为;虚拟现实技术概述[J];计算机仿真;2005年03期

5 孙科峰;李洁;;基于Vega Prime的多场景仿真系统框架[J];计算机仿真;2007年12期

6 童小念;罗铁祥;李雯;;Vega Prime的渲染功能及其仿真实现[J];计算机与数字工程;2008年02期

7 代丽红,尹文生,李世其;OpenGL在Vega开发环境中的应用研究[J];计算机应用与软件;2005年07期

8 田野;童大鹏;凌华;祝峰;丁志龙;;GL Studio与Vega Prime在船舶机舱虚拟仿真系统中的应用[J];船海工程;2008年04期

9 张国宣,韦穗;虚拟现实中的LOD技术[J];微机发展;2001年01期

10 李军,王绍棣,常建刚,孙知信,王汝传;基于Vega的视景驱动软件的分析与设计[J];系统仿真学报;2003年03期

本文编号：881521