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Virtools的船舶电动锚机训练与故障诊断仿真系统的设计与实现

利用近景摄影和实物测量相结合方式获取目标物体数据,使用3DMax建模技术对实物目标进行三维建模,做好贴图、纹理和灯光后,构建具有高度真实感的三维模型;然后利用Virtools虚拟现实开发平台,设计了船舶电动锚机训练与故障诊断仿真系统,最后实现了虚拟操作与训练。     

基于虚拟现实的船舶制冷动态仿真系统的开发

针对轮机模拟器在船舶制冷仿真训练方面过于简化的问题,对某集装箱船制冷系统采用移动边界法和流体网络法建立系统的数学仿真模型,运用VC++的MFC开发系统的二维可视化仿真界面,基于3ds Max建立系统的三维物理模型,并采用细节层次技术(LOD)对模型进行优化,再进一步导入OGRE视景引擎中实时渲染。仿真结果表明:船舶制冷动态仿真系统能够实现冰机间与冷库的三维虚拟漫游,实现在二维端和三维端的人机交互操作等功能,可用于船员对船舶制冷系统的针对性学习和培训。     

基于语音识别的船舶航海模拟器设计与研究

随着船舶工业智能化、自动化程度而不断提高,基于虚拟场景的船舶航海模拟器成为一项研究热点。利用船舶航海模拟器可以提升船员的训练效果,降低培训成本和周期。本文将语音识别技术应用到船舶航海模拟器中,提升模拟器与受训人员的交互性,重点分析语音识别的关键技术,研究航海模拟器中语音交互系统的组成和语音信号特征提取等关键技术。     

基于网络虚拟平台的船舶机舱三维虚拟漫游和远程操纵系统

简要分析了网络虚拟现实技术在船舶机舱仿真系统中的应用,提出了船舶机舱虚拟现实仿真系统的总体设计和实现方法,并结合船舶机舱设备的具体情况,将系统模型和仿真软件包移植到支持虚拟可视化的网络平台,通过该网络虚拟平台,建立船舶机舱三维虚拟漫游系统,并实现实时仿真及交互控制功能.     

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HoloLens的船舶辅机拆装系统研究与实现

针对当前船舶辅机拆装实践中存在的不足和增强现实技术(Augmented Reality,AR)的优势,开发一套虚实结合的船舶辅机拆装系统。该系统基于可穿戴设备HoloLens及三维实时驱动引擎Unity3D,实现单人及多人协同的船舶辅机虚拟拆装。该研究还解决船舶辅机虚拟仿真模型的优化、人机交互、多人协同中访问冲突与实时场景同步等问题,使船舶辅机虚拟拆装更加智能、便利和贴近现实。测试结果表明,该系统的使用效果良好。     

基于Unity3D的工程船克令吊交互仿真设计

针对当下对工程船克令吊操作人员进行的实操训练中存在训练时间长、成本高且安全风险大等问题,基于虚拟现实技术开发具有多功能和良好交互性的海洋工程船克令吊仿真系统,在研究克令吊整体吊臂和上端吊臂运动及仿真系统与航海模拟器集成等关键技术的基础上,采用3DMax构建克令吊的三维模型后利用Unity3D引擎对克令吊的操纵进行交互仿真开发,模拟真实情况下克令吊的相关功能,同时增加第一人称视角,实现克令吊的交互操纵功能。     

基于Videotrace的新型船舶模拟器仿真研发

采用Videotrace和VRML语言开发新型船舶模拟器仿真系统.本文介绍了机舱三维建模、云服务器解析建模、虚拟场景的交互设计和仿真平台的关键技术实现,新型模拟器仿真系统具有良好的二次开发和交互扩展功能,对于复合型船员培训模式的探索提供了重要探索意义.     

基于VR技术的多人协同船舶消防系统开发及应用

针对当前船舶消防培训的现状和不足,结合VR技术和网络通信技术,以Unity 3D为开发平台,基于典型船舶火灾处置流程,搭建多人协同船舶消防系统。借助VR设备捕捉人体运动数据,并将数据进行处理映射到虚拟角色的骨骼系统中,从而实现虚拟角色的动作跟随。以散货轮火灾为训练对象,借助三维建模技术,搭建消防训练虚拟火场环境,通过体感交互方式来对虚拟消防设备进行操作。通过网络通信技术搭建网络后台并开发客户端接口,实现多个客户端之间的交互数据同步,从而实现多个消防工位的协同消防演练。该系统能够提供一个安全的动态火灾训练环境,以实现提高学员的协同作战能力,降低船舶消防演习训练成本,提高学员训练效率的目的。实践表明,该系统的培训效果良好,可应用于消防培训。     

基于Vega的潜望镜视景系统设计与实现

结合某型艇航海训练模拟器中潜望镜视景仿真系统,研究了基于虚拟仿真软件Creator和Vega开发虚拟现实程序的方法和流程,完成了基于MFC和Vega的潜望镜视景仿真程序的开发,并给出了程序的基本框架.仿真结果表明,该系统可使受训人员产生强烈的沉浸感,改善训练效果.     

舰船电气设备虚拟维修系统的设计与实现

文章围绕舰船电气设备的维修训练和考核需求,规划设计虚拟维修系统的组成结构和软件模块,运行状态转换控制流程及数据通信交互模式,详细阐述了训练考核教控管理、三维模型显示交互、数学模型仿真计算等软件功能。利用Lab VIEW、3DMAX和Post Engineer软件联合开发,研制完成了舰船海水淡化装置虚拟维修系统,实现虚拟现实交互、运行特性仿真、实时数据通信和训练考核评估等性能。     

船舶机舱虚拟仿真系统的设计与实现

采用Multigen Creator、GL Studio和Vega Prime开发船舶机舱虚拟仿真系统.本文介绍了机舱三维建模、仪表仿真、虚拟场景驱动的设计思路和实现方法,讨论了运动建模、模型优化、仪表建模、Vega Prime加载GL Studio模型的关键技术,对各种类型的虚拟仿真系统开发具有普遍指导意义.     

船舶液体货物三维监控的设计与实现

针对现有岸端船舶监控系统货物状态的平面显示缺乏直观性的问题,结合沉浸式三维虚拟仿真系统的发展,开发船舶液体货物高度变化的三维监控系统。采用AutoCAD结合Rhino软件实现三维模型的程序化创建,提出适用于规则的液货仓模型平面切割法,实现液体货物高度变化的三维动态显示,利用图表法、多层次细节等方法实现程序的交互和功能拓展。在船舶领域智能化发展的背景下,该监控系统可用于岸端实时、直观地掌握船上液体货物的变化状态,可作为无人船岸端监控系统的重要模块。     

基于三维虚拟仿真平台的船舶DPS系统实现

基于三维虚拟仿真技术和船舶动力定位系统控制原理,在Simulink图形化动态建模软件环境中构建DPS系统控制模型和数据文件,利用数据拟合处理技术输出可与虚拟仿真平台实现无缝链接的数据库文件,通过模型接口的嵌套对接直接驱动虚拟场景的三维模型,实现快速、准确、逼真的船舶动力定位系统三维虚拟仿真平台,为船舶建造前期论证工作提供了全新的技术手段和科学直观的论证视野。     

蛟龙号机械手水下作业虚拟训练系统设计

为了解决目前载人深潜器机械手操作人员的实物培训中存在的培训成本高且安全风险大等问题,基于虚拟现实技术设计一种用于操作人员虚拟训练的蛟龙号水下作业仿真系统。采用3ds Max构建蛟龙号的三维模型,利用Unity3D引擎进行蛟龙号机械手的操纵交互,通过三维几何变换模拟机械手的相关功能,实现了蛟龙号机械手水下作业虚拟训练系统。该仿真系统可运行于多个主流平台上,基本满足教学培训的需求。     

虚拟现实技术与3D动画在舰船动力试验平台的应用研究

虚拟现实技术与3D动画技术是计算机技术与传感器技术的发展产物,也是当前计算机与互联网领域的研究热点,已经成功在航空、船舶、医疗等领域应用。船舶的动力性能是重要的性能参数,为了提高船舶的设计水平,本文致力于开发一种虚拟的船舶动力试验平台,通过构建船舶三维模型,结合3DSMAX和VRP虚拟仿真平台,本文开发一种具有虚拟现实交互能力和3D动画演示能力的船舶动力试验平台。     

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。     

基于虚拟现实的船舶辅机设备拆装训练系统

设计并实现了一个具有高度沉浸感和交互性良好的虚拟拆装训练系统.系统采用3ds Max构建船舶辅助设备三维模型,并对模型进行合理简化以提高系统运行速度及实时渲染质量.针对目前层次关系模型和关联关系模型的虚拟拆装系统中未考虑目标拆卸的问题,在原有层次关系模型的基础上引入跳跃拆卸路径的概念,对基于层次关系模型和关联关系模型的拆装结构模型进行了完善和优化.设计的虚拟拆装训练系统解决了基于现实的船舶辅机拆装训练成本费用高,受时间、场地限制的问题,具有推广应用价值.     

航海作业综合训练系统的建立及应用

针对当前海运院校在作业室进行航海作业中存在的问题，提出利用计算机功能模拟软件，结合船舶运动模型，虚拟海上航行环境，建立航海作业训练系统，实现航海综合作业的方法。