船舶輔鍋爐虛擬操控仿真系統(tǒng)的研究.pdf

1、船舶輔鍋爐是船舶重要的動力裝置。國際海事組織IMO(InternationalMaritimeOrganization)在《海員培訓、發(fā)證和值班標準公約》中明確規(guī)定航海、輪機等部門的人員必須經(jīng)過仿真模擬器的培訓。然而目前應用較多的船舶輔鍋爐模擬器多以硬件為主,有諸多使用缺點。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的飛速發(fā)展,人們紛紛把目光投向了虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的研發(fā),尤其是各種輸入輸出設(shè)備的出現(xiàn),使人與虛擬世界的交互更真實可靠。
　　 本文采用PHANT

2、OMDesktop力反饋設(shè)備作為人機交互媒介,基于虛擬現(xiàn)實技術(shù),構(gòu)建了船舶輔鍋爐虛擬場景及其三維實體模型,利用Vega三維驅(qū)動平臺,在VisualC++6.0編譯環(huán)境下,研發(fā)了船舶輔鍋爐虛擬操控仿真系統(tǒng),可實現(xiàn)場景漫游、人機交互以及仿真控制功能。開展本課題的研究工作,旨在設(shè)計一款基于PHANTOMDesktop力反饋設(shè)備的虛擬培訓平臺,不但在視覺上真實再現(xiàn)了輔鍋爐實際運行工況,觸覺上也能夠讓使用者如實際操作般感受到力的作用,在很大程度上

3、增強了使用者的的臨場感,可以使學員快速學習輔鍋爐的各個組成部分及工作原理,降低船舶輔鍋爐控制系統(tǒng)運行演示的成本以及船舶輔鍋爐誤操作的影響。
　　 本文首先根據(jù)實船輔鍋爐的實際情況和具體操作要求構(gòu)建虛擬場景及其三維實體模型。根據(jù)三維模型構(gòu)建的技術(shù)指標和建模原則,確定了將構(gòu)建虛擬場景及其三維實體模型的過程分為前期數(shù)據(jù)整理、3DSMAX構(gòu)建模型以及后期MultiGenCreator模型優(yōu)化三步走的建模方案。本文除了構(gòu)建虛擬場景內(nèi)的靜態(tài)

4、模型外,還就具體的實例闡述了構(gòu)建動態(tài)模型的過程,為后期虛擬仿真系統(tǒng)實現(xiàn)人機交互功能做好準備。
　　 構(gòu)建虛擬場景是本文的重點,而設(shè)計虛擬操控仿真系統(tǒng)則是本文的核心。本文先介紹了PHANTOMDesktop力反饋設(shè)備和力反饋系統(tǒng),然后依據(jù)功能實現(xiàn)需要,詳述了系統(tǒng)的實現(xiàn)流程,將虛擬操控仿真系統(tǒng)劃分為力反饋模塊、虛擬場景模塊以及仿真控制模塊三個模塊實現(xiàn),并就虛擬操作仿真系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)作了說明。最后,詳細介紹了虛擬操控仿真系統(tǒng)實現(xiàn)的功