虚拟现实技术的船舶三维建模设计研究

为解决由船体结构数据测量误差引起的建模周期长、船舶模型存在完整性低的问题,提出基于虚拟现实技术的船舶三维建模设计方法。在虚拟现实概述研究的基础上,提取关键的船舶型值参量,根据船体外在结构的型线光顺性,生成连接型肋骨型线,再按照船舶舱室划分需求,建立完整的模型结构,完成基于虚拟现实技术的船舶三维建模设计方法研究。实例分析结果表明,与CATIA方法相比,虚拟现实技术设计方法所需的建模周期时间相对更短,针对甲板、船底板、龙骨三类测试结构所生成的船舶建模数据也更接近实际数值结果,能够较好解决船舶设计过程中存在的各项建造稳性问题。     

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Unity3D的虚拟船舶电站模拟器研究

本文在介绍虚拟现实技术的基础上,阐述了应用最新专业引擎Unity3D软件为开发工具,实现虚拟船舶电站模拟器的关键技术、系统结构、技术路线和实施方案。该模拟器具有数据精准、表现力强、基于网络、交互性好的特点。该软件的开发不仅可为教学提供实验平台,而且能够方便的移植到其它实际应用系统中,具有良好的实用价值。     

单点系泊下船舶的运动数学模型

随着海洋开发的深入,海上作业越来越多,研究单点系泊下船舶的运动模型并分析其运动规律,能有效控制环境干扰力对船舶运动的影响。本文通过建立单点系泊下船舶的运动数学模型,利用Maya建立船舶模型,以及利用Unity3D搭建虚拟环境来实现船舶的运动仿真。仿真结果验证了所设计控制器的有效性。     

基于型线图的船舶三维自动建模算法研究及实现

利用AutoCAD和SolidWorks的VBA二次开发环境,实现了船体三维模型的建立,通过实例验证了算法的适用性和可靠性,比传统方法具有更高的建模效率与精度,为全面实现船舶三维有限元自动建模进行基础研究。     

基于Unity3D的自升式海洋平台虚拟现实系统

针对海洋工程装备领域石油平台操作培训、安全演训、客户体验等方面存在高风险、高成本等问题,以TAISUN200B自升式海洋平台为基础,采用Unity3D软件和交互式技术,开发了过程工艺模型+仿真控制+三维虚拟操作环境的多用途自升式海洋平台虚拟现实系统.该系统可实现平台漫游、模拟操作、故障处置及安全演练等功能,能够通过规范模型、配置脚本文件进行维护,且交互性好,三维动态能够呈现功能过程,有效降低了开发成本和工作量.     

基于虚拟现实的船舶航行复杂周围环境图像三维仿真

为提升船舶在复杂航行环境中的安全,提出基于虚拟现实的船舶航行复杂周围环境图像三维仿真方法。该方法使用虚拟现实技术中的Vega Prime虚拟现实开发工具,依据海洋、船舶相关数据与图像,使用Crertor工具建立flt静态三维模型库,从该模型库内导出船舶三维模型所需数据后,使用Vega Prime虚拟现实开发工具的LynXPrime图形界面,对船舶航行复杂周围环境的水体、海浪等进行建模并进行纹理制作后,再通过实时驱动、视景仿真驱动以及仿真交互程序运行,实现船舶航行复杂周围环境图像三维仿真模型的交互。实验结果表明,该方法可有效对船舶航行复杂周围环境的洋流流向、流速、海水温度进行三维仿真。同时也可对船舶航行环境内其他船舶进行红外视景可视化,且应用效果较佳。     

基于虚拟现实技术的船舶运动仿真

虚拟现实技术是目前国内外最热门的仿真技术之一,由于其有着高效、安全和低成本等特点越来越受到各国的重视。介绍了在虚拟环境下的船舶运动仿真的可行性方法。首先用二维半切片法给出了船舶运动的方程,接着用3DMax软件建立船舶的模型,最后在OpenGL环境中建立场景进行船舶的运动仿真。仿真场景有着较好的感观效果,给人以真实性,同时系统有着较好的可控性。对船舶运动仿真的进一步研究有着重要的作用。     

基于虚拟现实技术的舰船航行三维图像重建

舰船航行是一个复杂的三维运动,研究舰船的航行运动有助于提高船舶动力系统设计,提升舰船的流体动力学性能。近年来,虚拟现实技术获得飞速发展,本文结合虚拟现实技术,重点研究舰船航行的三维图像重建技术,结合CADDS软件平台进行舰船的三维建模,结合Virtools交互三维开发软件进行舰船航行的虚拟现实构建,并重点介绍舰船航行的尾迹三维重建和灰度校正问题。本文研究有助于提升对舰船航行运动状态的动力特性分析研究,提升舰船的设计水平。     

基于虚拟现实技术的舰船设备维修研究

传统舰船设备维修方法,故障部件拆卸工序较为复杂,设备内部结构的掌握情况不到位,导致设备故障识别准确率下降。针对这一问题,提出基于虚拟现实技术的舰船设备维修方法。划分舰船设备的振动级别,根据判别标准,选取存在故障的设备零件,利用虚拟现实技术,对设备进行三维实体建模,模拟设备部件逆过程操作工序,访问知识库制定相应维修工作,监控维修环境和设备参数变化,根据虚拟演示,完成设备维修的实际操作。实验结果表明,此次方法相比传统方法,提高了设备故障识别准确率,且设备维修后,能够确保其任务可用性。     

基于虚拟现实的VR船舶零部件设计研究

针对传统虚拟现实零件设计公差较大,导致VR零部件契合度较差的问题,研究基于虚拟现实的VR船舶零部件设计。该设计根据零件实体模拟绘制出二维平面草图,按实际比例设置三维图像比例尺搭建三维效果图,将单个三维零件进行组合,调整嵌入尺寸及平衡系数建立三维零件模型组,利用Clut插件进行动态模拟演示,根据零部件灵活度调整公差,实现基于虚拟现实的船舶零件设计。实验结果表明:与传统的VR零部件设计相比,所研究的VR零件设计契合度提高了16.7%。由此可见,所研究的VR零部件设计更满足当下船舶设计的需求。     

舰船虚拟现实应用中并行渲染技术研究

分析了船舶虚拟现实应用中三维模型数据的特点,以及由此造成的计算机系统处理瓶颈问题,提出了针对舰船设计领域复杂模型可视化仿真的解决方案,结合应用实例介绍了用于并行渲染可伸缩图形系统的结构和设计方法.     

基于虚拟现实的船舶并行设计

虚拟现实技术是一项新型的计算机图形技术,虚拟现实技术能在计算机上创造出逼真的仿真效果,对现实行为进行计算机模拟．并行设计是一种从整体考虑产品生命周期的设计方法．将虚拟现实技术应用于并行设计是工程设计的一大突破．文中研究和论述了基于虚拟现实技术的船舶并行设计的原理,关键技术及其性能评估方法．     

基于VR虚拟现实技术在舰船航行轨迹中的应用

常规的舰船航行轨迹规划技术,设置探索航行线路的栅格疏密值差异过大,导致对复杂海域的航行轨迹规划不合理,为此研究VR虚拟现实技术在舰船航行轨迹中的应用。该技术对海域环境中的航行区、障碍区以及舰船自身进行虚拟场景模拟实现人机交互,通过动力学的运动曲线计算舰船的动态位姿,根据障碍物在航行区域的分布、体积等数据设置栅格大小,驱动虚拟舰船,提取舰船的航行曲线、侧倾角曲线以及侧向加速曲线,调整舰船航行轨迹。实验结果表明,与2种常规技术的应用相比,虚拟现实技术设置的栅格疏密值更加符合航行轨迹规划要求,所得到的航行轨迹更加合理。     

基于移动智能端增强现实技术的船舶辅机虚拟实验系统研究

为解决当前船舶辅机实时培训存在辅机设备体积庞大不易操作与实验空间有限等问题,随着增强现实技术(简称AR)的发展,文章介绍了1种基于AR的船舶辅机设备虚拟实验系统。该系统基于移动智能端及三维开发引擎Unity3D,实现在移动智能端对船舶辅机设备虚拟实验操作。该研究还解决了船舶辅机设备模型的优化、人机交互等问题,使得船舶辅机虚拟实验更加流畅,智能。研究结果表明,该实验系统的使用性很强,具有很好的适用与推广价值。     

基于虚拟现实技术的船舶航向自动跟踪控制方法

为解决传统船舶航向自动跟踪控制方法受外界因素影响大、控制效果差的问题,设计基于虚拟现实技术的船舶航向自动跟踪控制方法。为避免外界因素产生的影响、减小跟踪控制误差,考虑采用PID控制器,依据其控制原理引入早期修正信号;在此基础上,使用虚拟现实技术对航向节点集合进行预估,并剔除其中的不相干节点;通过虚拟现实规则中的加权因子寻找最优航向参数,结合PID控制器保证船舶实际航向与期望值一致,根据控制流程实现对船舶航向的自动跟踪控制。由实验结果可知,尽管存在外界因素的影响,但所提自动跟踪方法的控制控制精确度始终较高,能够有效为保障船舶稳定运行提供数据支持。     

基于虚拟现实技术的船舶图像数字水印保护算法

数字水印可以对船舶图像的版权和重要信息进行保护,当前船舶图像数字水印算法对各种噪声、裁剪、尺寸变化等攻击的抵抗能力差,而且船舶图像数字水印的隐藏性差,为了提高船舶图像数字水印的效果,设计了基于虚拟现实技术的船舶图像数字水印保护算法。首先对当前船舶图像数字水印保护的研究进展进行分析,找到当前船舶图像数字水印保护研究中存在的一些难题,然后基于虚拟现实技术对原始船舶载体图像进行预处理,并对水印进行置乱操作,使攻击者无法获取水印的原始信息,最后通过水印嵌入算法将水印嵌入到原始船舶载体图像的最优位置,并通过实验对船舶图像数字水印保护算法的性能进行测试。结果表明,本文算法可以将水印信息很好的隐藏于原始船舶载体图像中,水印具有良好的不可见性,可以抵抗各种非法攻击,解决了当前船舶图像数字水印保护算法存在的缺陷,具有更加广泛的应用前景。     

虚拟现实技术舰船高速航行图像目标检测算法

针对常规算法所得检测结果的中心位置偏差较大,导致检测精度低下的问题,提出虚拟现实技术舰船高速航行图像目标检测算法研究。参考人眼的视觉习惯,将采集到的图像灰度化处理,利用均值滤波法抑制噪声,改善图像质量,利用虚拟现实技术,计算目标点三维坐标值,定位图像目标,提取特征确定检测区域,调整融合系数,增强抗干扰能力,实现舰船高速航行图像目标检测。设计对照实验,与常规算法对比分析,实验结果表明,所提出的算法检测结果中心位置偏差明显减小,其检测精度远优于常规算法。