触控式航海模拟器人机交互系统优化设计

触控操作便捷高效,已成为下一代船舶驾驶台操控的趋势,为适应实船操控的发展,提高船员培训效率,节约培训成本,减少硬件人机交互系统损耗的目的,在航海模拟器中很有必要开发触控式人机交互系统.以V.Dragon-4000型航海模拟器硬件人机交互系统为参考,采用WPF框架搭建软件人机交互系统界面,运用C#语言后台编写逻辑实现交互功能.优化设计的触控式人机交互系统操作灵敏、形象逼真,且可以根据操作需要改变界面大小,经接入到航海模拟器进行检验,可以替代硬件人机交互系统在航海模拟器中使用.与原有交互系统进行比较,该交互系统可以提高航海模拟器的运行效率.     

语音识别在船用三维罗经仿真系统中的应用

为了更好地发挥三维罗经仿真系统的作用,将语音识别技术引入其中。在分析语音信号预处理、特征提取及语音识别解码等关键技术的基础上,利用Speech SDK5.1开发命令控制型语音识别,实现三维罗经仿真系统的语音交互功能。测试结果表明,该语音交互具有较高的识别率;结合语音识别关键技术分析语音交互指令测试结果,得到影响识别率的主要因素,实现了用语音控制三维罗经仿真系统的目的。     

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。     

船舶火灾模拟训练系统研究

船舶火灾模拟训练系统可以仿真船舶火灾的三维环境,对船员和消防人员进行模拟训练．在已研制船舶操纵模拟器的基础上对船舶火灾模拟训练系统各模块的组成及作用进行探讨,分析船舶火灾蔓延模型、船舶火灾仿真等关键技术．在优化大涡模拟技术和合理处理场、区、网模型间的边界耦合问题的基础上,提出了场区网模型模拟船舶火灾蔓延的过程．提出了采用物理模型方法,结合纹理技术和粒子系统方法模拟船舶火灾场景．     

一种新型雷达模拟器的设计与实现

针对现有雷达模拟器操作界面老旧、功能单一、发展速度落后于真机等现状,为满足雷达操作培训需要,开发了一款新型雷达模拟器。通过分析雷达模拟器组成和功能设计要求,决定采取模块化思想对雷达模拟器进行分模块开发。对雷达模拟器涉及的部分关键技术进行了改进,并提出了一些新方法。借助于WPF开发框架和C#语言完成了模拟器的设计与实现。仿真结果表明,该模拟器即能满足一般雷达模拟器性能标准,又实现了对现有真机部分新型实用功能的仿真。     

基于LS-SVM的船舶动力定位有限时间控制器设计

为解决船舶模型存在的具有任意不确定性特征的船舶动力定位控制问题,基于有限时间Lyapunov理论提出一种非奇异快速终端滑模控制策略(NFTSMC),提高系统的收敛速度和抗干扰能力。针对模型不确定性问题,利用最小二乘支持向量机(LS-SVM)的非线性函数逼近技术进行补偿控制,引入"最小参数"技术,将在线学习参数减少到1个,解决"维数灾难"问题。仿真对比结果表明,提出的控制策略具有较高的优越性。     

跨平台船用JLR-7700MK2型GPS仿真系统

由于大部分航海院校及培训机构采用真机设备进行船用GPS设备的教学培训，而采用真机培训成本较高，受场地因素制约，偏离航向和动态航行信息显示等功能无法在实验室环境内完成。基于大圆航线算法实现了仿真设备的航线设计和绘制功能，仿真结果更符合航海实践。采用CSS技术对GPS仿真系统界面进行布局，实现了仿真界面的自动适配功能。基于HTML5技术进行系统的跨平台开发，实现了PC端和移动端JLR-7700MK2型GPS设备的仿真。该系统实现了GPS真机的主要功能的基础上，有效的弥补了真机受场地约束的缺陷，并能够跨平台使用，可满足航海院校及培训机构学生的实操培训需求。     

航海雷达模拟器中真实感雷达图像的仿真

随着图形图像技术、虚拟现实技术的发展,用户对雷达模拟器中雷达图像的逼真程度要求越来越高.为了提高雷达图像的仿真效果,建立了高、低潮状况下的雷达数据以体现不同潮汐状况时雷达图像的差别;设计了遮挡判断方法,从而更准确地判断岸线之间以及岸线内部的遮挡关系;改进岸线回波生成方法,实现了不同类型岸线的不同回波效果;采用展宽目标的方法,实现了岸线内部的填充效果.所做工作已应用到航海雷达模拟器中,仿真效果良好.     

内河船舶操纵模拟器视景系统的建模与仿真

基于过程法建立河流流体运动模型,并利用有限差分的方法解算,从而获取视景系统中河流运动的速度场;利用Multigen Creator建模软件创建视景系统中的场景模型,并运用细节层次技术提升视景系统仿真的效率;最后采用相关的可视化技术,实现了内河船舶操纵模拟器中视景系统的实时仿真。仿真结果表明:建立的河流流体速度场模型可较真实地体现河流流动性,视景系统可增强内河船舶操纵模拟器的环境真实感,并且视景系统的效率远超过仿真实时性要求。