一种基于虚拟仿真技术的三维态势显示系统设计

本文主要采用虚拟仿真、三维实体建模、信息融合处理等技术,设计1套三维的态势显示系统,通过对海洋环境、目标、各类平台等进行逼真的三维模拟,实时接收观测设备传送的目标位置、姿态等实测数据,驱动目标三维模型在虚拟场景中运动,实现三维场景的实时更新,从而完成全过程监控态势的融合处理与三维视景显示。     

基于虚拟现实的船舶操纵控制系统设计

为了提高船舶操纵控制过程的性能参数评估场景再现能力,提出基于虚拟现实技术的船舶操纵控制系统设计方法。进行船舶操纵控制的3D几何模型建模,采用Multigen Creator技术生成3D虚拟海洋场景模型和船舶实体模型,在Vega Prime应用程序进行船舶操纵控制的视景仿真平台设计,对船舶操纵控制系统视景仿真模拟是建立在三维虚拟现实仿真软件基础上的,通过船舶操纵控制的三维姿态数据加载和程序控制,在视景仿真平台上对船舶操纵控制进行位置调整和参量优化配置,实现船舶操纵控制的虚拟视景开发和系统优化设计。仿真结果表明,本文设计的船舶操纵控制系统能在虚拟视景下实现精确的船舶操纵,视景的逼真度较高,参数控制精度较高。     

三维虚拟海洋图像仿真在舰艇视觉中的应用

在计算机视觉环境下建立舰艇防御和攻击的虚拟场景的重点是对三维虚拟海洋图像的仿真实验,传统的三维虚拟海洋视景仿真中在操作进程和虚拟数据资源配置中采用单线程设计,无法实现并行处理,视景效果不好。提出一种基于海洋拓扑结构网孔分解的三维虚拟海洋仿真技术并应用在舰艇的被动防御视觉系统中。构建三维海洋环境下舰艇的视觉控制模型,在MPI的视景仿真渲染工具Vega Prime中进行海洋三维视景建模,采用海洋拓扑结构网孔分解算法进行三维虚拟海洋视景仿真方法改进,在舰艇防御视觉系统中实现舰艇防御三维视景仿真,实验结果表明,采用该方法进行视景仿真,三维虚拟海洋具有较好的实时视景仿真渲染效果,视点转换和视点控制流畅,提高了在三维海洋环境中实现舰艇视觉仿真的可观性和可靠性。     

视景仿真技术的舰船驾驶室虚拟设计

视景仿真技术是指利用虚拟现实设备,为用户提供一个模拟场景,使用户实现与虚拟场景的信息交互。将视景仿真技术应用于舰船的驾驶室模拟中,可以为船舶受训人员提供一个良好的训练平台,使受训人员熟悉船舶机舱和驾驶室的操纵特性,同时节省训练成本。本文首先介绍实景仿真技术的原理和关键环节,结合实景仿真技术构建一种舰船虚拟驾驶室场景,并对构建过程的关键技术进行详细分析。     

基于多媒体技术的舰船轨迹虚拟重构技术

对舰船轨迹的虚拟重构主要包括了对舰船模型和舰船尾流的三维视景仿真重构,为了提高舰船轨迹虚拟重构的逼真度,在多媒体视觉下,提出一种基于Vega prime和Multigen Creator建模的舰船轨迹虚拟重构技术,对获取的舰船船体数据和尾流数据进行数据加载和信息编译,在虚拟场景中根据场景状态信息和渲染指令进行海洋场景、舰船模型和尾流气泡模型的绘制。采用不规则三角网分割方法实现分区域三维重构和图像处理,实现舰船轨迹虚拟重构优化。仿真结果表明,采用该方法进行舰船轨迹虚拟重构和视景仿真的逼真性较好,图像渲染能力较强,具有较好的视觉效果。     

船舶航行视景分布式可视化仿真技术研究

首先分析航行视景分布式可视化仿真系统结构,并指出本文采用的多通道视景的视锥是旋转方式的;然后对仿真过程中的2个关键技术进行阐述,并设计技术实现路线;最后建立虚拟现实场景和3D模型进行系统仿真,并根据仿真流程实现三通道135°的航行视景仿真效果。     

VR交互式三维虚拟船舶建模与仿真

为满足国际海事组织(International Maritime Organization, IMO)海员培训、发证和值班标准国际公约(International Convention on Standards of Training, Certification and Watchkeeping for Seafarers, STCW)2010年修正案提出的仿真训练需求,基于虚拟现实技术的三维虚拟船舶训练系统逐渐成为航海模拟器训练的有效扩展和补充。针对三维虚拟船舶开发过程中模型数量巨大和交互模型复用性差的问题,通过采用细节层次(Levels of Detail, LOD)模型构建三维虚拟船舶的几何模型,优化系统的真实感和实时性,实现虚拟船舶的三维场景漫游、碰撞检测和快速导航与瞬移,基于三维空间几何变换建立典型物体的交互模型。结果表明：开发的三维虚拟船舶训练系统真实感强,交互友好,已应用到航海仿真训练中,效果良好。     

大型船舶电子海图显示界面视觉交互设计

对大型船舶电子海图显示界面视觉交互设计,提高海图视觉交互能力,提出基于多线程视觉调度的大型船舶电子海图显示界面视觉交互设计方法。采用Mutigen Creator和Vega Prime建立船舶电子海图显示的视景仿真平台,采用三维立体的虚拟海洋场景设计方法,结合多线程视觉空间调度,实现大型船舶电子海图显示。测试得知,该方法进行对大型船舶电子海图显示界面视觉交互的视景增强性能较好,图像交互能力较强。     

深水铺管起重船作业视景仿真研究

基于三维建模软件MultiGen Creator、实时仿真软件Vega Prime和程序开发软件Visual Studio 2005开发深水铺管起重船驾驶模拟系统的视景仿真子系统,结合深水铺管起重船实际作业环境特点和训练要求,逼真模拟了深水铺管起重船的航行环境,以三通道视景显示技术直观再现船舶海上航行状态和作业场景,包括场景漫游、波浪仿真、海洋特效、大气环境仿真和碰撞检测,为驾驶人员的桌面级驾驶培训提供感官上真实生动的虚拟场景.     

船用回转式起货机视景仿真系统的研究

为模拟船用回转式起货机的操作使用,以虚拟现实技术三维建模软件Creator、实时视景驱动软件Vega及编辑软件VC++为平台,采用层次型三维数据结构,建立场景及吊车仿真模型,通过编程实现回转式起货机视景仿真系统的驱动.仿真结果表明系统具有较高的真实度,满足船用回转式起货机视景仿真的要求,能够达到模拟操作训练的目的.     

基于Multigen Creator和Vega的舰载捷联惯导系统的视景仿真设计

随着计算机技术,多媒体技术,人工智能等技术的发展,虚拟现实技术（VirtualReality;VR）对军事模拟,工程技术仿真,医疗实践等各领域的发展提供了有效支持。而视景仿真技术是虚拟现实的重要组成部分。利用Multigen Creator三维建模软件和Vega交互仿真环境,以Vc＋＋为开发环境,针对舰载惯性导航系统,介绍了搭建一个视景仿真平台的过程。这为惯性系统的仿真平台的研究提供了一种理论方法。     

沉浸式载人深潜器布放交互仿真系统

针对现有载人深潜技术培训中采用实艇培训的风险大、成本高、培训周期长以及缺乏宣传教育平台的现状,开发载人深潜器布放回收的三维交互仿真系统.采用3ds Max创建支持母船、深潜器以及A型架等结构的三维模型,利用Unity3D引擎实现深潜器布放回收过程的操纵交互,提出驱动A型架旋转的液压杆运动数学模型以及头盔视线碰撞检测代替鼠标悬停的物体拣选方法,最终采用虚拟现实头盔作为视景显示方式,逼真的模拟深潜器布放回收的整个过程.该仿真系统具有可交互性和高度沉浸感,可作为深潜器布放操作人员的培训系统以及深潜技术的宣传教育平台.     

煤炭码头三维可视化管控系统研究与应用

基于虚拟现实技术、信息技术、网络技术等,构建煤炭码头三维可视化管控系统。通过与信息管理系统生产运营数据的对接,在网络环境下,实现煤炭码头生产运营状态的实时展示和实时信息查询,以及生产运营过程中设备的快速定位及紧急报警。该系统可为煤炭码头管理人员提供直观的、可交互的辅助港口运营分析、决策的平台。通过在黄骅港煤炭码头的工程应用验证了该系统的先进性和实用性。     

基于Vega的某装备虚拟维修系统技术研究

在虚拟现实技术的基础上,研究了基于Vega Prime实时视景仿真系统开发环境的某装备虚拟维修系统的总体框架,以及系统实时仿真应用程序设计、实体建模、仿真模型的驱动等关键技术,并在海军某型舰艇的减摇鳍装置的虚拟维修系统开发中应用,不仅能满足训练任务的需要,而且节约了经费,缩短了开发周期,具有非常重要的军事意义和广阔的应用前景。     

依据MBD的LNG船分段虚拟建造仿真技术

依据基于模型定义（Model Based Definition，MBD）的船舶虚拟建造技术是对船舶设计技术的创新。通过选取液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）船船体分段建造的重要工艺环节，基于统一的三维模型，根据船舶建造工艺流程，在实船建造前开展基于三维模型的虚拟仿真验证，动态分析船舶中间产品的可制造性以优化工艺设计，打通船舶产品设计（Ship Product Design，SPD）三维模型在三维完整性建模设计、虚拟仿真、生产中的数据链路，形成基于三维模型的产品设计、工艺设计和建造仿真技术方案，可有效降低现场返工率、提升船舶建造效率和质量。     

基于HLA架构的舰船编队网络视景仿真系统

文章在HLA架构下实现了OMNeT＋＋和VEGA仿真平台下的分布式网络视景仿真系统,介绍了舰船编队分布式仿真系统的总体构架和构成,网络通信仿真联邦成员OMNeT＋＋及视景仿真联邦成员VEGA的程序设计及实现。完成了VEGA仿真平台对OMNeT＋＋通信系统中的舰船编队系统的运动、发送报文等状态的三维显示。     

基于EON的装备虚拟维修训练系统的设计与实现

针对维修训练的现状,通过对当前主流的虚拟现实软件平台进行分析,基于EON Studio构建了三维的、可交互的装备虚拟维修训练系统,并提出了一种核心工作引擎的设计方法,实现了引擎数据交换、人机交互和维修动作设计等关键技术,屏蔽了底层模型的操作,有效保证了系统设计的通用性和可扩展性。     

基于OpenGL的船用SINS可视化仿真系统

针对OpenGL技术在捷联惯性技术中的应用，根据舰船在海上运动的特点，通过建立数学模型模拟惯性器件输出，进行捷联系统仿真，并在MFC平台上运用OpenGL技术将实时解算出的舰船姿态角，位置和速度信息在虚拟三维海景中呈现出来，动态显示导航信息误差曲线，实现了系统的在线评估。     

岸边集装箱起重机的数字化样机设计系统研究

基于知识工程理论和专家系统,综合运用多领域仿真、交互式用户界面、虚拟现实和数据库等技术,构建岸边集装箱起重机的数字化设计研发系统。该系统主要包括参数化驱动的三维设计模型、有限元分析模型、动力学分析模型和吊装分析模型等,通过运行结构的分析与优化、动力学分析、现场安装仿真等模块,可以实现虚拟样机的参数化驱动设计,大大减少了重复建模的工作量,该系统还可用于岸边集装箱起重机的创新设计、测试和评估。     

基于Vega Prime的舰船尾流视景仿真研究

为了在虚拟海洋环境中模拟真实的舰船尾流效果,建立了舰船尾流视景仿真系统,并给出了舰船尾流的基本模型。该系统在MFC应用程序的基础上采用了多线程技术,并结合Vega Prime的海洋模块真实地模拟了舰船尾流随舰船速度和时间的动态变化效果。系统的仿真结果表明,此虚拟视景系统平台具有较高的适用性,不仅节约了研究经费,同时获得了很好的视觉效果,为下一步海上虚拟对抗视景平台的研究打下良好的基础。