语音交互在三维虚拟船舶仿真平台中的应用

为了使三维虚拟船舶仿真平台能更好地适用于航海虚拟培训,从提升用户体验的角度出发设计方便用户使用的语音交互系统。通过制作航海专业领域内的语料库,训练声学模型;使用语言模型训练工具Srilm训练得到3-gram语言模型,将二者有机结合构成解码网络;建立反应航海实际操作的语音交互系统。系统测试表明,实现了设计三维虚拟船舶仿真平台语音交互功能。     

基于共享子网合成Petri网的协同虚拟维修系统

为实现大型复杂装备多人协同虚拟维修训练,解决并行、资源竞争等协同工作问题,提出了面向协同维修的共享子网合成Perti网的过程建模方法,实现了仿真任务的层次化建模、虚拟样机建模、维修过程建模以及视景仿真及程序驱动等关键技术。分析协同系统的功能需求、基于虚拟现实开发平台EON Studio功能节点的人机交互技术和EON X与Visual Studio 2005的集成通信功能,搭建了协同虚拟维修仿真平台的系统框架,开发了协同虚拟维修训练仿真系统。以某型号船舶主动力装置齿轮箱故障轴承维修拆换为例,说明了协同虚拟维修系统的工作过程并对相关关键技术进行了验证。     

船用锅炉仿真控制系统的实现

为了解决航海培训中船用燃油锅炉模拟操作问题，利用虚拟仿真编程技术，开发船用燃油锅炉控制仿真训练系统。该仿真控制系统实现了船用燃油锅炉各种控制功能的仿真，能有效代替实际的船用锅炉进行培训操作。     

基于虚拟海图室的航线设计教学与评估系统设计

为克服目前航线设计课程教学和评估考试过程中存在的不足,提高航海技术学生的专业素养和实践能力,运用创新教学平台,提高培训效率,从改革评估模式等角度开展探索研究,构建基于虚拟海图室的航线设计教学与评估系统。利用计算机图形图像技术、虚拟仿真确定和智能控制技术,从虚拟海图室构建、图书资料电子化管理、综合试题编辑器设计和自动评分模式确立等方面制订教学与评估系统的设计原则、组织框架和实现方案。该教学与评估系统的实现可成为航海模拟器的重要组成部分,为中国海事服务中心开展船员评估提供新模式、新平台。     

数据库技术在船舶动力装置系统仿真中的应用

针对如何提高船舶动力装置系统仿真中模型通用性和仿真结果向不同计算机上传输的问题,开发了一种基于Visual C++6.0,Matlab和SQL Server 2000混合编程的数据管理平台.用该平台管理船舶动力装置系统仿真中的仿真参数和仿真结果,实现了从数据库读取所需仿真参数进行仿真和仿真结果存入网络数据库服务器.结果表明,该数据管理平台能够提高模型通用性,实现仿真结果向不同计算机上的传输,满足了公共虚拟平台的要求.     

船舶柴油机交互式虚拟现实仿真

以船用柴油机为研究对象,对轮机模拟器三维虚拟仿真软件进行开发,并以三维实体建模技术和虚拟现实技术为支撑,通过使用3ds Max软件完成对船用柴油机系统的三维建模,在虚拟现实平台Quest3D上制作三维场景,实现船舶柴油机交互式虚拟仿真。     

船舶操纵模拟中视景仿真的研究

视景仿真是船舶操纵模拟的核心技术之一,也是操纵仿真逼真程度的体现.我们以航海模拟试验系统为背景,阐述了开发航海模拟器的实时虚拟视景的方法,重点介绍了视景仿真中需注意的几个关键技术及其解决的方法、并提出建模的一般方法.最后根据经验提出了一些在开发中应注意的问题.视景仿真在航海模拟系统中的应用对其他应用场合也有一定的参考价值.     

面向VR航海模拟器的虚拟手交互方法研究

为促进航海模拟器的发展,利用虚拟现实技术高沉浸感以及可交互性的特点构建虚拟现实航海模拟器,重点研究其人机交互问题。以HTC Vive、Leap Motion为硬件载体,通过Unity构建虚拟船舶操纵场景;采用层次包围盒树技术和立体模型堆积算法对虚拟驾驶台控件进行高效的碰撞检测;根据实际船舶操纵特点建立虚拟手操纵方法,并引入反向运动学算法对操纵过程中的虚拟手姿进行实时优化。仿真结果表明,采用改进后的碰撞检测算法运行帧率提高了23.1%,经反向运动学算法优化后手姿稳定性提高了50.8%,实现了高沉浸感与高真实感的船舶操纵,解决了传统虚拟现实仿真中人机交互真实感不足的问题。     

基于创新实践能力培养的物流工程专业实验实训教学研究

基于物流工程专业实践教学环节与企业需求不一致、创新型物流工程人才紧缺的现状,本文结合广州航海学院在该专业实践教学的改革措施,提出从实验实训教学体系的改革、物流工程实验实训平台建设研究、加强实践教学基地建设、以科研课题和学业竞赛促进实验实训教学、建立高素质的创新实践型的教师团队等方面来开展基于创新实践能力培养的物流工程专业实验实训教学。     

基于虚拟现实的船舶产品装配仿真研究

虚拟装配是虚拟制造领域的研究热点。为实现船舶产品的装配仿真，自主开发了虚拟装配仿真平台；介绍了虚拟装配平台IVAE（Interactive Virtual Assembly Environment）的系统结构，并结合船舶产品装配特点分析了主要关键技术：虚拟装配环境下的模型表达、装配约束处理和碰撞检测。最后，以一个船舶产品装配实例进行了验证。验证结果表明：在平台的仿真环境下能有效地解决船舶产品的装配问题，这对船厂的实际装配生产具有一定指导意义。     

虚拟现实技术及其在航海仿真中的应用

介绍虚拟现实(VR)的基本概念和发展状况,以及它在航海仿真领域中的应用现状,提出在航海仿真中应用VR的原则,展望了VR在航海仿真中的应用前景。     

“航海学”课程教学改革探析

以浙江国际海运职业技术学院为例，分析航海类高职院校“航海学”教学与评估现状，提出为解决高职航海类专业毕业生实践能力不强的问题，应以学生为主导，对“航海学”课程进行教学改革，从而提高学生的职业技能。     

基于HLA的邮轮全生命周期虚拟仿真平台构建方法

为提升邮轮全生命周期虚拟仿真平台应用架构的耦合性、可拓展性、可移植性及互通性,探讨将HLA高级体系架构应用到该框架的设计中,加快虚拟仿真平台研发速度。基于仿真需求,提出系统设计原则,划分出系统平台功能模块;利用多层技术优化了初始功能架构,基于HLA联邦架构,划分出邮轮设计、建造、运营各阶段的联邦成员,构建出邮轮全生命周期虚拟仿真平台系统总体架构。以某邮轮内装设计为应用实例,搭建出内装设计虚拟仿真系统平台架构,利用UE4虚拟引擎实现平台开发,来验证该架构的性能优越性。测试结果表明,由该架构建立的仿真平台具有良好的实时性、互操性、拓展性、人机交互性及二次开发性。     

基于Blackboard的航海类专业网络教学平台的构建

结合Blackboard课程管理系统的特点,从提高航海类专业教学质量、促进航海类专业教学与考试改革、实现全国航海类专业教学内容和方法的标准化、实现中国船员队伍的远程学习和终身学习等方面,论述构建航海类专业网络教学平台的重要性和必要性,并提出海航类专业基于Blackboard的网络课程的框架设计,指出该平台实践应用所面临的障碍。     

船舶智能航行的物理测试平台设计及应用

受测试成本、安全性、可靠性等因素的制约,需要依托以模型船为载体的物理实验平台实现从虚拟仿真测试到全尺寸实船测试之间的过渡。本文基于“航行脑”系统体系架构设计思想,采用船-岸-云分布式监控与数据采集架构,研发由能源管理、感知、决策、执行、通信等模块组成的船舶智能航行功能物理试验平台,打造“求新”系列缩尺比自航船模。开展回转试验、Z形试验、单船自主循迹、船舶编队等测试,验证了系统的有效性,并提出未来改进方向。     

船舶燃气轮机装置分布式集成仿真平台设计

针对船舶燃气轮机装置分布式集成仿真的功能,设计了包括应用层、支撑层、通讯层和设备层在内的分布式集成仿真平台体系层次。选择 MATLAB/SIMULINK环境开发应用层和支撑层,选择HLA协议和RTI软件实现通讯层。最终形成了由平台运行管理器、分布式仿真包、模块化模型库、分布式仿真接口以及RTI软件组成的“服务器/运算节点”式的平台运行框架。通过某型双轴燃气轮机在机械推进工作方式下的分布式集成仿真实验,初步验证了平台体系框架的合理性和有效性。     

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。     

基于虚拟样机技术的柴油机曲轴-连杆-活塞机构运动学、动力学仿真分析

基于虚拟样机技术及其支撑软件VN4D和Pro/E,实现了对12VPA6柴油机曲轴-连杆-活塞机构的运动学、动力学仿真.通过动态仿真柴油机的运行,获取了仿真模型的运动学、动力学特性数据,得到的结果与理论分析相吻合,这为该型柴油机曲轴-连杆-活塞机构的优化设计和有限元分析提供了依据.     

物理运动平台的三维视景补偿算法

为使船舶操纵模拟器更具真实感,在现有航海模拟器架构上增加电动杆驱动的物理运动平台,构建半物理运动平台驱动的船舶操纵模拟器。主要解决船舶操控仿真平台中船模集成、船模解算坐标与电动平台坐标系同步以及因电动平台限位而需进行的视景补偿等算法的研究与实现等问题。实际集成与测试结果表明,该方法可行。     

VR虚拟仿真技术在粮食冷链物流实训教学的应用研究

根据国家“十四五”冷链物流发展规划的要求,我国现在要重点培养冷链物流技术方面的专业人才,通过实训提高冷链物流人才的实践能力和创新能力。本文介绍了传统粮食冷链物流实训教学当中存在的问题,为了解决这些问题,运用VR虚拟仿真技术,结合所学的专业知识,增强学生对粮食冷链物流运作的理解,提高学生学习的积极性,培养学生的创新能力,增强学生的动手操作能力,为粮食冷链物流行业培养技能型人才。