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。     

模拟系统中多通道投影的拼接

几何校正、边缘融合是模拟系统中多通道曲面投影需要解决的关键技术问题,论文根据作者工作实践体会,提出了几何畸变校正方法以及边缘融合方法,论述了方法的实用性。     

一种基于虚拟仿真技术的三维态势显示系统设计

本文主要采用虚拟仿真、三维实体建模、信息融合处理等技术,设计1套三维的态势显示系统,通过对海洋环境、目标、各类平台等进行逼真的三维模拟,实时接收观测设备传送的目标位置、姿态等实测数据,驱动目标三维模型在虚拟场景中运动,实现三维场景的实时更新,从而完成全过程监控态势的融合处理与三维视景显示。     

基于Java 3D的三维网络模型的研究

Java 3D是Java在三维图形方面的扩展。Java 3D基于OpenGL等底层的API,同时结合了Java语言的网络功能,很好地解决了网络跨平台环境的三维可视化问题。用Java 3D作为基于网络的虚拟建模环境的开发平台,有助于在应用中不断采用更为先进的算法,形成独立的技术核心。充分利用Java语言面向对象的特征,介绍了Java 3D与VR相结合的Web 3D应用技术,提出了在Java 3D中复杂的三维网络模型的构造方法,采用Java 3D实现与用户交互的虚拟三维场景。     

基于IBR技术的全景图生成

实时动态显示是虚拟现实技术中的一个重要特征,基于图像绘制IBR(Image-BasedRendering) 技术的场景生成技术是解决该问题的有效办法。本文对IBR方法进行了探讨,并对图象的拼接进行了 深入的研究,实现和构建了一个基于图像绘制技术的虚拟实景生成系统,以长江和校园为背景的三维物 体实时漫游。     

基于IBR技术的全景图生成

实时动态显示是虚拟现实技术中的一个重要特征,基于图像绘制IBR（Image-Based Rendering)技术的场景生成技术是解决该问题的有效办法,本文对IBR方法进行了探讨,并对图像的拼接进行了深入的研究,实现和构建了一个基于图像绘制技术的虚拟实景生成系统,以长江和校园为背景的三维物体实时漫游。     

基于虚拟现实技术构建的虚拟机舱漫游系统

结合虚拟机舱的建模特点,分析三维建模软件,提供选用SGI工作站大型建模软件Multi Gen作为构建船舶机舱虚拟场景软件,和选用虚拟现实开发软件Vega实现实时场景漫游的设计过程以及碰撞检测和交互控制,展望应用前景。     

视景仿真技术的舰船驾驶室虚拟设计

视景仿真技术是指利用虚拟现实设备,为用户提供一个模拟场景,使用户实现与虚拟场景的信息交互。将视景仿真技术应用于舰船的驾驶室模拟中,可以为船舶受训人员提供一个良好的训练平台,使受训人员熟悉船舶机舱和驾驶室的操纵特性,同时节省训练成本。本文首先介绍实景仿真技术的原理和关键环节,结合实景仿真技术构建一种舰船虚拟驾驶室场景,并对构建过程的关键技术进行详细分析。     

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。     

船舶锚系三维交互设计技术研究

文章从提高效率和降低成本角度出发,介绍了传统锚系设计的工作流程及其存在的主要问题;并基于以上问题,给出计算机辅助工程分析(CAE)技术在锚系设计工作中的融合方案;利用三维几何建模、数字孪生虚拟样机构建、锚系多体动力学运动仿真分析,在设计过程中,实现锚系三维仿真验证,迭代优化锚系设计方案,推进设计准确性,缩短设计周期。该技术提供了从方案设计、详细设计到生产设计的各环节中,协同进行交互、验证与出图的成套解决方案。     

基于Multigen Creator和Vega的舰载捷联惯导系统的视景仿真设计

随着计算机技术,多媒体技术,人工智能等技术的发展,虚拟现实技术（VirtualReality;VR）对军事模拟,工程技术仿真,医疗实践等各领域的发展提供了有效支持。而视景仿真技术是虚拟现实的重要组成部分。利用Multigen Creator三维建模软件和Vega交互仿真环境,以Vc＋＋为开发环境,针对舰载惯性导航系统,介绍了搭建一个视景仿真平台的过程。这为惯性系统的仿真平台的研究提供了一种理论方法。     

沉浸式载人深潜器布放交互仿真系统

针对现有载人深潜技术培训中采用实艇培训的风险大、成本高、培训周期长以及缺乏宣传教育平台的现状,开发载人深潜器布放回收的三维交互仿真系统.采用3ds Max创建支持母船、深潜器以及A型架等结构的三维模型,利用Unity3D引擎实现深潜器布放回收过程的操纵交互,提出驱动A型架旋转的液压杆运动数学模型以及头盔视线碰撞检测代替鼠标悬停的物体拣选方法,最终采用虚拟现实头盔作为视景显示方式,逼真的模拟深潜器布放回收的整个过程.该仿真系统具有可交互性和高度沉浸感,可作为深潜器布放操作人员的培训系统以及深潜技术的宣传教育平台.     

煤炭码头三维可视化管控系统研究与应用

基于虚拟现实技术、信息技术、网络技术等,构建煤炭码头三维可视化管控系统。通过与信息管理系统生产运营数据的对接,在网络环境下,实现煤炭码头生产运营状态的实时展示和实时信息查询,以及生产运营过程中设备的快速定位及紧急报警。该系统可为煤炭码头管理人员提供直观的、可交互的辅助港口运营分析、决策的平台。通过在黄骅港煤炭码头的工程应用验证了该系统的先进性和实用性。     

基于Vega的某装备虚拟维修系统技术研究

在虚拟现实技术的基础上,研究了基于Vega Prime实时视景仿真系统开发环境的某装备虚拟维修系统的总体框架,以及系统实时仿真应用程序设计、实体建模、仿真模型的驱动等关键技术,并在海军某型舰艇的减摇鳍装置的虚拟维修系统开发中应用,不仅能满足训练任务的需要,而且节约了经费,缩短了开发周期,具有非常重要的军事意义和广阔的应用前景。     

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HLA架构的舰船编队网络视景仿真系统

文章在HLA架构下实现了OMNeT＋＋和VEGA仿真平台下的分布式网络视景仿真系统,介绍了舰船编队分布式仿真系统的总体构架和构成,网络通信仿真联邦成员OMNeT＋＋及视景仿真联邦成员VEGA的程序设计及实现。完成了VEGA仿真平台对OMNeT＋＋通信系统中的舰船编队系统的运动、发送报文等状态的三维显示。     

基于EON的装备虚拟维修训练系统的设计与实现

针对维修训练的现状,通过对当前主流的虚拟现实软件平台进行分析,基于EON Studio构建了三维的、可交互的装备虚拟维修训练系统,并提出了一种核心工作引擎的设计方法,实现了引擎数据交换、人机交互和维修动作设计等关键技术,屏蔽了底层模型的操作,有效保证了系统设计的通用性和可扩展性。     

基于OpenGL的船用SINS可视化仿真系统

针对OpenGL技术在捷联惯性技术中的应用,根据舰船在海上运动的特点,通过建立数学模型模拟惯性器件输出,进行捷联系统仿真,并在MFC平台上运用OpenGL技术将实时解算出的舰船姿态角,位置和速度信息在虚拟三维海景中呈现出来,动态显示导航信息误差曲线,实现了系统的在线评估。     

岸边集装箱起重机的数字化样机设计系统研究

基于知识工程理论和专家系统,综合运用多领域仿真、交互式用户界面、虚拟现实和数据库等技术,构建岸边集装箱起重机的数字化设计研发系统。该系统主要包括参数化驱动的三维设计模型、有限元分析模型、动力学分析模型和吊装分析模型等,通过运行结构的分析与优化、动力学分析、现场安装仿真等模块,可以实现虚拟样机的参数化驱动设计,大大减少了重复建模的工作量,该系统还可用于岸边集装箱起重机的创新设计、测试和评估。     

基于Vega Prime的舰船尾流视景仿真研究

为了在虚拟海洋环境中模拟真实的舰船尾流效果,建立了舰船尾流视景仿真系统,并给出了舰船尾流的基本模型。该系统在MFC应用程序的基础上采用了多线程技术,并结合Vega Prime的海洋模块真实地模拟了舰船尾流随舰船速度和时间的动态变化效果。系统的仿真结果表明,此虚拟视景系统平台具有较高的适用性,不仅节约了研究经费,同时获得了很好的视觉效果,为下一步海上虚拟对抗视景平台的研究打下良好的基础。