基于CAN总线的综合船桥模拟实验系统的设计

综合船桥模拟实验系统将综合船桥系统硬件设备与传统的船舶操纵模拟器进行有机结合.提出一种基于CAN总线实现综合船桥导航设备互联的优化网络结构并应用于综合船桥模拟实验系统,利用该CAN总线网络能够实现各导航设备与船舶操纵模拟器之间的信息共享与交互,使得系统具有高度整合性和可靠性.从系统可靠性理论分析了该总线网络的优化方案可行性.     

电子海图快速渲染方式研究

大数据量的物标快速渲染是电子海图显示中的关键技术之一,图形显示速度是衡量电子海图显示信息系统（electronic chart display and information system,ECDIS）性能的一个基本方面。通过分析电子海图的显示步骤,分别从数据结构、屏幕坐标系和Open GL内建机制3个角度给出图形快速渲染方法。在Ubuntu10.04 OS（operating system）环境中测试渲染方式的有效性,验证了这3种措施可以满足电子海图显示标准,并说明渲染方式在多个平台上的适用性。     

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。     

海港航道设计宽度模拟试验研究*

针对现行《海港总平面设计规范》中关于超大型船舶所需航道宽度计算中存在的不足之处,通过系列模拟试验 分析了风、流压偏角等参数对航迹带宽度的影响。基于试验的统计分析,运用线性回归方法提出航迹带宽度的计算方法, 结合实际工程进行检验,可为港航工程的设计及维护提供参考。     

基于电子海图的船舶避碰技术的研究

通过对智能避碰过程中本船及目标船的相关参数、合适的选取船舶碰撞危险度的评价集以及各个因素对碰撞危险度的影响权重的研究,根据模糊理论建立船舶碰撞危险度评价模型.在评价模型的基础上结合简单的船舶运动模型,通过搜索出能使本船碰撞危险度最低的行动来建立避碰动作决策模型.采用Visual Studio 2008开发环境,在电子海图中对提出的模型进行实验仿真,实验结果验证其模型的正确性和合理性.     

基于最优控制的静水面多船避碰控制研究

多船避碰在船舶的导航与控制领域是一个非常困难的问题,传统的几何避碰方法较难处理这类问题。文中采用最优控制方法,从船舶的运动方程出发,由避碰的实现过程设计目标函数,采用广义梯度方法求解。仿真实验结果显示,在静水面情况下,该方法能得到较好的避碰效果。     

基于嵌入式Linux的船舶组合导航系统设计与实现

针对小型船舶和引航员对组合导航系统的需求,提出一种基于嵌入式Linux的船舶组合导航系统解决方案,该系统采用嵌入式系统硬件构架、Linux操作系统和嵌入式图形用户界面,在研究嵌入式系统下电子海图的海图数据处理、组织与显示等关键问题基础上提出嵌入式组合船舶导航系统的实现。     

基于精简TCP/IP协议栈网络服务器的实现

研究了嵌入式TCP/IP协议栈Lwip的结构及运行原理,给出基于S3C44B0X RTL8019AS的嵌入式网络服务器的实现方案,该方案实现了信息家电或远程工业控制设备组网及接入Inter-net.研究了嵌入式网络服务器中TCP/IP协议栈用户程序的接口方案,以及信息家电和远程工业控制监测软件的设计方法.     

船舶下行过弯船位摆置方法数值计算

随着船舶大型化发展,越来越多的海船进出内河航道,然而我国内河弯曲航道宽度有限,加上受弯曲航道扫弯水的影响,大型船舶在内河弯曲航道航行潜在一定风险。船位摆置决定了航行于航道中的船舶能否顺利过弯,在长期航行实践中,主要采用“挂高取矮”这一经典过弯航法。目前,国内外对船舶过弯时船位摆置的量化研究较少,驾引人员大多只凭借经验,并不能根据实际水流条件,准确判断船舶过弯时应摆置的船位。因此,基于“挂高取矮”航法,建立船舶过弯船位摆置数学模型,通过Matlab分别对过弯船舶横移量和航迹带宽度与偏航角和横流的关系进行数值计算,量化研究船舶船位摆置方法。结合尹公洲弯曲航道,利用船舶操纵模拟器进行仿真模拟,仿真结果与数值计算结果基本一致,表明数值计算结论可信,且具有一定工程应用价值。     

基于操纵试验的实船运动模型参数辨识实例研究

参数辨识对于构建船舶操纵运动数学模型具有重要意义。为有效、准确估计实船操纵运动模型参数,提出一种基于系统辨识原理、采用递推最小二乘算法进行差分方程型船舶运动模型参数辨识的技术路线。基于操纵试验数据,将技术路线应用于实船舵角-航向差分方程模型的参数辨识。应用研究显示,提出的技术路线在实船操纵运动模型参数辨识的应用中可行性好,辨识出的参数具有较高的精度,模型输出能够较好拟合观测输出。本文中提出的技术路线流程简单,便于工程实现,能够为船舶运动模型参数的自动辨识提供支持。