面向船舶制造的MBD技术应用分析

系统研究面向船舶制造的基于模型定义(Model Based Definition,MBD)技术。以船体和舾装为例,定义基于三维模型的船舶三维数据集应用框架,并基于产品结构树建立三维标注模型与数据库之间的关联关系,使得MBD数据的存储与调用更为直观方便。基于二次开发技术建立基本数据集传递规则,提高数据传递效率。开发面向船舶制造数字化检测环节的MBD数字化检测系统,验证该应用框架的有效性。将MBD技术运用于船舶制造中,旨在使用集成化的三维实体模型完成船舶产品信息的表达,实现基于单一产品数据源的数字化设计。     

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。     

基于语音识别的船舶三维虚拟仿真平台研究

近年来,计算机技术不断发展成熟,计算机辅助技术在船舶工业的应用也越来越广泛。船舶三维虚拟仿真技术是指在计算机仿真平台中建立船舶的三维运动模型,通过输入一定的工况和载荷条件,对船舶模型进行动力学仿真试验,并在试验结果的基础上指导船舶的设计与制造。语音识别技术通过声音信号的分析和处理,使用语音指令实现远程控制,提高工作效率。本文系统介绍了语音识别技术的原理,将语音识别技术与船舶三维虚拟仿真平台相结合,改善了传统船舶仿真平台的工作效率,具有重要意义。     

基于VR技术的船舶航行视景数字化三维建模

以船舶航行提供可视化数字化视景为目的,提出基于VR技术的船舶航行视景数字化三维建模方法。通过采集地形数据、电子海图、三维实拍等资料,建立船舶视景模型文件、标物视景模型文件。使用3D MAX三维建模软件构建水面与陆域物标的三维模型,通过VR技术中Creator软件建立地形地貌模型。使用3D MAX三维建模软件建立船舶三维模型,并对模型进行网格重建、纹理映射以及组合渲染,从而得到完整的船舶航行视景数字化三维模型。实验表明,该方法可有效建立船舶、地标物三维模型,具有较好的船舶网格模型重构能力,可有效呈现船舶右回旋时航行视景数字化信息,应用效果较为显著。     

船舶三维模型参数化设计技术开发及应用

本文介绍了船舶三维模型参数化设计中船型生成系统,船舶参数化分舱和稳性计算系统.船体结构参数化生成.有限元模型快速生成系统、船舶模型在各系统间无缝传递的实现等功能.给出了船舶三维模型参数化设计的应用案例,并展望其对我国数字化造船起到的推动作用及积极意义.     

基于XNA的三维电力监控系统设计

针对船舶上多层次电力系统分布在监控管理上存在的直观和可视化问题,设计开发出基于XNA（三维引擎）的电力监控系统。利用3DSMAX软件工具建立了电力地理系统的三维模型。在所建立模型的基础上,采用MicroX三维引擎对三维场景进行管理,在.NET软件框架下,用C#语言联合编程,构建起SPGIS（船舶电力地理信息系统）监控平台,给用户提供一个具有沉浸性、实时漫游的友好监控系统。     

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.     

船舶油水分离器系统建模及仿真研究

针对时有发生的船舶油污染问题，利用SolidWorks建模软件建立船舶油水分离器三维模型并将其导入Virtools仿真软件，构建船舶油水分离器仿真系统，最终实现了船舶油水分离器系统的虚拟操纵功能，并在船员的日常培训中发挥作用。     

3D打印技术船舶三维建模设计

受到船舶结构数据测量与转换误差的影响,导致船舶三维模型存在完整性低、建模周期长的问题,为此利用3D打印技术建立船舶三维模型。首先测量船体结构的三维数据,并根据测量结果划分船舶结构。参数化计算组成船舶组件,利用3D打印技术生成船舶组件模型,并降低船舶结构模型误差。按照船舶组成结构连接各个组件,得出船舶三维建模结果。通过与传统建模方法的对比,设计方法得出三维模型的完整度提高了19.72,且建模周期有所缩短。     

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。     

基于集成知识模型的船舶舱室智能三维布置设计

本文利用AI技术，以船舶舱室三维布置设计问题为对象，介绍了船舶舱室三维布置设计的知识类型及面向对象的知识集成表达方法，确立了基于集成知识模型的船舶舱室智能三维布置设计模型，介绍了基于集成知识模型的船舶舱室智能三维布置设计系统原型的总体结构和处理流程。该方法可提高船舶布置设计的自动化程度。     

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。     

船舶T型系泊系统安全性研究

为研究船舶T型系泊系统安全性,本文以海洋气象为基础,运用三维势能理论,依据API系泊安全评估规范,建立了风、浪、流等海洋气象因素联合作用下船舶T型系泊水动力模型,得到了系泊系统中系泊缆是受力曲线和船舶的运动响应曲线,为船舶T型系泊安全评估提供了依据。     

计算机多媒体技术在船舶实体三维仿真中的应用

仿真技术给船舶航行带来了极大的便利,因此将计算机多媒体技术应用到船舶实体三维仿真中,通过仿真设计建造船舶模型、航行场景。该技术通过计算不同的船舶实体运动参数,建立船舶实体三维仿真模型,通过创建仿真场景,对船舶的航迹进行跟踪控制。实验结果表明,在4组复杂程度不同的仿真场景中,计算机多媒体技术能够控制船舶模型的航线安全。可见计算机多媒体技术,适用于船舶的三维仿真工作。     

用于船舶损管决策的虚拟现实技术研究

随着科技的发展,不仅仅是通过合理的设计保证船舶的耐用性,更合理的方式是通过加强船舶的损管系统,准确地找到损伤,快速排除险情是保证船舶安全和人民生命安全的重要途径。本文通过研究现有的虚拟现实软件,鉴于Virtools的灵活性和可扩展性,选用此软件进行虚拟现实技术的研究。其次,利用Maya制作的船舶三维模型,并且赋予模型材质和为模型打灯光,最终将渲染完成的船舶模型导入Virtools建立虚拟现实环境中实现船舶损管训练。研究说明在虚拟现实环境中进行火灾损管的训练,能够极大地节省成本,降低实地风险,有效保护人员安全。     

基于AM软件二次开发的船舶管系一体化设计

在现代船舶设计流程中,船舶管路设计主要分为初步设计、详细设计和生产设计等3个阶段,其中详细设计和生产设计是船舶管路设计中最重要的环节。基于对AM(Aveva Marine)软件的二次开发,对船舶管路系统详细设计阶段的二维原理图与生产设计阶段的三维模型之间的信息传递和空间转换进行研究。在船上的广泛区域内实现从“二维”到“三维”的信息传递和空间转换;在船舶设计过程中实现对船舶管路系统原理图和船舶管路系统设备信息的实时更新,并将其传递给三维模型。     

基于总布置图的船舶三维模型重建研究

为了高效完成各类船舶辅助设计,需要快速完成船舶三维建模工作,文章对船舶总布置图的DXF格式文件进行了数据分析,并利用VC++6.0平台对DXF格式文件内的数据进行提取,在将所提取的二维数据扩充为三维数据后,用OpenGL三维工具包建立了船舶的三维模型。该方法实现了直接将船舶二维图纸转换为三维仿真模型的工作,为提高船舶各类辅助设计工作效率提供了动力。     

基于Unity3D的船舶航迹三维显示系统

传统的船舶航迹三维显示系统存在数据处理速率低、三维显示精准度低的缺陷,为此提出基于Unity3D的船舶航迹三维显示系统。系统的核心部分是软件部分,所以主要对系统软件进行设计。根据系统的目的提出航迹三维显示系统的总体架构,将获取的船舶航迹参数进行处理得到ADS数据,然后对其进行颜色处理,并将处理后的数据存储为KML文件。采用Unity3D游戏引擎对三维显示背景进行搭建,通过数据信息子系统的建立与三维显示背景的搭建,实现船舶航迹三维显示系统的运行。实验结果显示,设计的船舶航迹三维显示系统的数据处理速率与显示精准度均比传统系统高出30%及20%,说明设计的船舶航迹三维显示系统具备极高的有效性。     

基于VB. NET的CATIA三维参数化船舶设备库的开发

为提高设计建模效率,以CATIA系统中知识工程模块为支持平台,给出三维参数化驱动的船载设备模型库构建方案,并使用VB.NET在CATIA上开发建立三维参数化设备库原型系统。该系统采用通用的关系型数据库存储和管理设备模型信息,提高了模型数据编辑修改和更新的方便性,降低了模型数据的冗余度,并可通过网络数据库使设备模型库得到共享,从而显著提高了三维船舶总布置设计建模的效率。