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(dòng)力裝置。國際海事組織IMO(InternationalMaritimeOrganization)在《海員培訓(xùn)、發(fā)證和值班標(biāo)準(zhǔn)公約》中明確規(guī)定航海、輪機(jī)等部門的人員必須經(jīng)過仿真模擬器的培訓(xùn)。然而目前應(yīng)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(diǎn)。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的飛速發(fā)展,人們紛紛把目光投向了虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)可靠。
　　 本文采用PHANT

2、OMDesktop力反饋設(shè)備作為人機(jī)交互媒介,基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),構(gòu)建了船舶輔鍋爐虛擬場景及其三維實(shí)體模型,利用Vega三維驅(qū)動(dòng)平臺(tái),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(shí)現(xiàn)場景漫游、人機(jī)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(jì)一款基于PHANTOMDesktop力反饋設(shè)備的虛擬培訓(xùn)平臺(tái),不但在視覺上真實(shí)再現(xiàn)了輔鍋爐實(shí)際運(yùn)行工況,觸覺上也能夠讓使用者如實(shí)際操作般感受到力的作用,在很大程度上

3、增強(qiáng)了使用者的的臨場感,可以使學(xué)員快速學(xué)習(xí)輔鍋爐的各個(gè)組成部分及工作原理,降低船舶輔鍋爐控制系統(tǒng)運(yùn)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(shí)船輔鍋爐的實(shí)際情況和具體操作要求構(gòu)建虛擬場景及其三維實(shí)體模型。根據(jù)三維模型構(gòu)建的技術(shù)指標(biāo)和建模原則,確定了將構(gòu)建虛擬場景及其三維實(shí)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(shí)例闡述了構(gòu)建動(dòng)態(tài)模型的過程,為后期虛擬仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能做好準(zhǔn)備。
　　 構(gòu)建虛擬場景是本文的重點(diǎn),而設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)需要,詳述了系統(tǒng)的實(shí)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(gè)模塊實(shí)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(xì)介紹了虛擬操控仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功