虛擬船舶機(jī)艙設(shè)備的運(yùn)行操縱仿真研究.pdf

1、利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)將虛擬現(xiàn)實(shí)與船舶緊密結(jié)合，利用虛擬外設(shè)數(shù)據(jù)手套和位置跟蹤器實(shí)現(xiàn)虛擬手對(duì)船舶機(jī)艙設(shè)備的操縱控制，應(yīng)用到船員技能培訓(xùn)和學(xué)校教學(xué)中，能夠?yàn)閷W(xué)員提供一個(gè)生動(dòng)逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，在減少人力、物力和財(cái)力，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的前提下，學(xué)員可以反復(fù)練習(xí)直到掌握操作技能。
　　本文以O(shè)penSceneGraph、Visual Studio2008、Matlab/Simulink、SQL Server2000以及LabVIEW軟件為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，船

2、舶機(jī)艙中主機(jī)冷卻水系統(tǒng)為研究對(duì)象，完成了主機(jī)冷卻水仿真系統(tǒng)、船舶機(jī)艙中虛擬手介入式操作仿真系統(tǒng)以及溫度監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的建立，并實(shí)現(xiàn)了不同軟件平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)通信。
　　針對(duì)鎮(zhèn)江船廠生產(chǎn)的全回轉(zhuǎn)拖船，依據(jù)系統(tǒng)分解思想結(jié)合傳熱學(xué)的理論知識(shí)，建立了主機(jī)冷卻水系統(tǒng)的熱力數(shù)學(xué)方程，利用Simulink模塊搭建其仿真模型，得到用于反映各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的各溫度參數(shù)，以UPD通信協(xié)議的方式將仿真結(jié)果存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，將其作為溫度監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源提供數(shù)

3、據(jù)支持。同時(shí)在系統(tǒng)中加入了PID控制器，根據(jù)臨界比例度法整定PID各參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了主機(jī)溫度控制系統(tǒng)的無(wú)偏差調(diào)節(jié)。
　　同時(shí)，根據(jù)人體仿生學(xué)，分析人手的解剖結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特性，建立了逼真的虛擬手模型，分別采用關(guān)節(jié)角映射和關(guān)鍵點(diǎn)映射的方法實(shí)現(xiàn)了虛擬手各手指關(guān)節(jié)以及手掌的數(shù)據(jù)采集和映射；最后采用相交矢量法實(shí)現(xiàn)了虛擬手對(duì)碰撞物體的感知，以高亮顯示的方式告知操作者。本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于，針對(duì)本文中虛擬手的特定操作對(duì)象，文中提出了映射投影圓的方法約束了