基于Unity 3D的船舶舵機艙虛擬現(xiàn)實設(shè)計與研究.pdf

1、在全球經(jīng)濟一體化的進程中，現(xiàn)代船舶正朝著大型化和專業(yè)化的方向發(fā)展，所以對海員培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求。航海教育和培訓(xùn)領(lǐng)域多采用模擬器的形式，但是傳統(tǒng)的模擬器采用二維模擬軟件或半物理仿真，學(xué)員無法體驗真實的機艙工作環(huán)境，缺乏對船舶具體設(shè)備的認識。隨著新技術(shù)的深入研究和廣泛應(yīng)用，新一代模擬器的發(fā)展趨勢是，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到船舶仿真教育培訓(xùn)項目中，設(shè)計開發(fā)具有多功能和良好交互性且維護升級方便的虛擬船舶艙室仿真系統(tǒng)，使學(xué)員沉浸在虛擬艙室環(huán)境中

2、，獲得與在實船艙室工作環(huán)境一樣的操作體驗，從而提高教育培訓(xùn)的效果。
　　本課題以大連遠洋30萬噸級超大型油輪“遠山湖”號的舵機艙為虛擬設(shè)計對象，研究設(shè)計基于該舵機艙的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。本課題的主要內(nèi)容包括以下幾個部分。基于“遠山湖”實船采用的是川崎FE21-485-T050型電動液壓舵機，文章介紹了該型舵機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理和操作方法，并在這個基礎(chǔ)上，參考借鑒相關(guān)文獻中已有的建模思想，建立了舵機各模塊的數(shù)學(xué)模型。參考實際艙室布局

3、設(shè)置，分析整理相關(guān)設(shè)備的尺寸數(shù)據(jù)，對比不同角度的艙室特寫照片，選用3ds Max建立了完整的舵機艙三維模型，該模型與實船舵機艙有很高的相似度。將船舶舵機艙三維模型導(dǎo)入虛擬現(xiàn)實引擎Unity3D中，實現(xiàn)了虛擬舵機艙室第一人稱漫游，實現(xiàn)了艙室設(shè)備的交互操作，并設(shè)計了可拓展的用戶交互界面，完成了最終虛擬場景程序的生成和發(fā)布。
　　本課題的研究設(shè)計，為后續(xù)研究將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于整個一體船舶的各個不同艙室，并拓寬應(yīng)用到不同船型上面，提供一