基于虚拟现实的船舶操纵控制系统设计

为了提高船舶操纵控制过程的性能参数评估场景再现能力,提出基于虚拟现实技术的船舶操纵控制系统设计方法。进行船舶操纵控制的3D几何模型建模,采用Multigen Creator技术生成3D虚拟海洋场景模型和船舶实体模型,在Vega Prime应用程序进行船舶操纵控制的视景仿真平台设计,对船舶操纵控制系统视景仿真模拟是建立在三维虚拟现实仿真软件基础上的,通过船舶操纵控制的三维姿态数据加载和程序控制,在视景仿真平台上对船舶操纵控制进行位置调整和参量优化配置,实现船舶操纵控制的虚拟视景开发和系统优化设计。仿真结果表明,本文设计的船舶操纵控制系统能在虚拟视景下实现精确的船舶操纵,视景的逼真度较高,参数控制精度较高。     

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。     

江都散货泊位船舶操纵仿真模拟研究

拟建江都散货泊位工程水域附近流态复杂。为保证进出港船舶和靠、离泊作业船舶的安全,需要对拟建工程进行模拟仿真研究。根据实地拍摄视景图片和定位,制作出码头附近的三维视景库,利用当地实测地形资料和相关资料,制作出包括码头设计尺寸、航道的三维地形图和视景图及电子江图,运用水流模拟软件进行模拟和验证,建立了6自由度的设计船舶模型,根据不同风、流组合条件,进行了模拟航行和操纵试验,得到试验数据和模拟研究结论。本次模拟研究,首次使用专业水流模拟软件,结合大型船舶操纵模拟器进行试验,使结果更加具有参考价值和科学依据。     

三维虚拟海洋图像仿真在舰艇视觉中的应用

在计算机视觉环境下建立舰艇防御和攻击的虚拟场景的重点是对三维虚拟海洋图像的仿真实验,传统的三维虚拟海洋视景仿真中在操作进程和虚拟数据资源配置中采用单线程设计,无法实现并行处理,视景效果不好。提出一种基于海洋拓扑结构网孔分解的三维虚拟海洋仿真技术并应用在舰艇的被动防御视觉系统中。构建三维海洋环境下舰艇的视觉控制模型,在MPI的视景仿真渲染工具Vega Prime中进行海洋三维视景建模,采用海洋拓扑结构网孔分解算法进行三维虚拟海洋视景仿真方法改进,在舰艇防御视觉系统中实现舰艇防御三维视景仿真,实验结果表明,采用该方法进行视景仿真,三维虚拟海洋具有较好的实时视景仿真渲染效果,视点转换和视点控制流畅,提高了在三维海洋环境中实现舰艇视觉仿真的可观性和可靠性。     

内河驾驶模拟器三维视景的生成与实现

本文主要讲述三维视景生成和实现的方法。以长江南京栖霞山--中山码头航道图为例,分为纸质江图扫描矢量化制作、嵌入电子海图系统、三维地形数据提取、三维地形的生成、实景模型建立与渲染显示等五个阶段,精确细致的讲述了三维视景仿真系统的制作过程。方法灵活方便,为没有DEM数据的水域制作三维视景仿真提供了经验。     

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。     

模拟潜望镜半实物仿真系统设计与实现

介绍了模拟潜望镜半实物仿真训练系统的设计和实现方法。对潜望镜本体进行改造,设计了光学透镜为通道的视野光路,通过单片机接口完成对基本操作信号的采集和控制。建立潜艇操纵仿真模型解算运动参数,视景控制系统进行综合设置和信息显示,视景模块实时动态渲染虚拟潜望镜视景。系统设计结构合理,具有实用性和可扩展性。     

船舶操纵模拟器用于桥梁通航安全评估的方法

文中在大型船舶操纵模拟器的基础上,通过对船舶进行通航模拟实验,研究对桥梁的通航孔进行通航安全评估的一般方法,包括当地水域电子海图的制作、外界环境的模拟、三维视景的开发、船舶运动模型的建立、方案要求及实验计划的设计,最终得出结论,提出通航安全方案和船舶交通管理的建议。     

基于虚拟现实的船舶操纵系统

在介绍船舶操纵训练系统视景的体系结构基础上,提出系统的整体设计,三维场景的建模的实现方法,以及三维场景的显示,最后重点介绍多分辨率模型的策略选择和多分辨率模型的平滑过渡解决方法。     

洋山深水港区工程设计关键技术

洋山深水港区是上海国际航运中心承担集装箱远洋运输的核心港区,工程依托外海岛礁地形,在高含沙、强潮流的开敞海域通过封堵汉道、填海造陆建设的超大型集装箱港区.工程自然条件复杂,工程量大,工期短,技术难度高,外海施工依托条件差,设计从选址、规划到设计、现场实施,围绕一系列关键技术进行了研究,所取得的技术成果可供开发建设外海深水码头时参考.     

上海洋山深水港区的选址和规划

通过对洋山深水港区选址和规划的回顾,提出了洋山深水港区具有独特的区位优势、良好的自然条件、可观的经济效益和不错的社会效益;根据北港区建成后的海床冲淤变化,利用数值模拟技术、物理模型试验和船舶航行模拟技术综合分析得出,洋山深水港区北港区规划方案采用半汊道方案为稳妥、合理的方案;归纳了对洋山港总体规划的建议。     

洋山保税港区可持续发展功能探索及实践

经过4年的运作,洋山保税港区成功解决了上海国际航运中心发展缺乏深水港码头的瓶颈;同时,作为长三角地区跨省市合作的全国首家保税港区,"三区合一"的特殊监管区政策更为中国扩大对外开放、探索发展国际转口贸易、航运物流现代服务与国际惯例接轨提供了重要经验。在三港三区联动发展的带动下,深入拓展功能,积极推动相关航运金融政策的落地,提高区域发展水平和辐射能级将是今后发展的重点。     

洋山深水港集装箱“水水中转”集疏运模式与对策*

“水水中转”集疏运是港口集疏运体系中重要的组成部分。随着上海建设国际航运中心和东北亚枢纽港目标的提出,上海港口的可持续发展对洋山深水港“水水中转”的集输运能力提出了更高的要求。通过分析目前洋山深水港水水中转集疏运的现状,研究洋山深水港现有水水中转集疏运模式和存在的问题,试图研究通过相应对策来完善洋山深水港“水水中转”集疏运体系。     

潮流三维动态可视化模拟系统研究

应用GIS技术和三维仿真技术建立三维地形模型,通过叠加二维动态潮流模型实现了潮流模拟三维动态可视化,并给出了系统层次架构模型。在对基础数据进行格式分析的基础上,重点阐述了地形数据处理建模方法和二维潮流动态模拟的空间和时间插值混合使用关键算法,介绍了由此开发的潮流模拟三维动态可视化演示系统的具体功能模块,并对系统深入开发方向进行了展望。     

用OpenFlight API开发分形地形

分形是近年来流行的地形生成方法。用分形方法生成的地形具有速度快，逼真度高等特点。OpenFlight是视景仿真的标准三维模型格式，已经被大多数视景仿真软件接受。论述了如何用OpenFlight API和分形算法生成三维地形模型。     

洋山深水港北侧围垦工程潮流泥沙数值模拟研究*

为进一步完善洋山深水港的各项配套功能,港区北侧将通过围垦工程建设具有综合服务功能的物流园区。围垦工程将引起小洋山岛周围海域潮流及泥沙运动发生变化。为解决开发建设的一系列潮流泥沙技术难题,在充分掌握海域潮流泥沙运动特性的基础上,采用Mike21中的FM三角形网格和动边界技术建立平面二维潮流数学模型,模拟研究规划方案建设引起的潮流场变化,计算分析各围垦规划方案引起的潮流变化及泥沙冲淤幅度,论证规划方案的可行性。     

洋山深水港区进港外航道台风期适航水深研究*

为了减小航道维护的工程量,减少台风期所造成的损失,开展洋山深水港区进港外航道台风期适航水深研究。通过对航道及其附近浅滩底质及浮泥样品的密度、盐度、颗分分析,并进行航道沉积物的沉降特性试验、流变特性试验以及泥沙起动试验等内容的研究,提出洋山港区航道的适航密度,并应用SILAS走航式适航水深测量系统成功获得了适航水深测量成果,在淤泥质港口的水深维护应用中具有较好的推广价值。     

武汉新港花山作业区规划重点问题分析

基于武汉新港花山作业区的功能定位和发展要求,结合港口开发现状、区位和地形条件,针对港区平面布置、高程设计和交通组织等问题进行重点分析。充分利用陆域资源特点和条件,考虑不同港口功能区对陆域的要求,提出合理的平面布置方案;综合分析防洪、港区排水、交通及土石方平衡等要求,对港口高程系统、重要节点高程控制和港内交通组织进行设计,为复杂地形条件下的内河集装箱港区规划设计提供参考。     

洋山深水港工程建设中堵汊问题的思考

洋山深水港是我国首个海岛型大港,辟建在以小洋山为主体的北岛链上,与其隔水相遥的是以大洋山为主体的南岛链,两岛链合围成一平面上呈漏斗状海域,斗口西张,直对悬沙浓度极高的杭州湾。为了获取足够的港区陆域和顺直岸线,工程封堵了北岛链的3个汊道,陆联诸岛,极大地改变了自然环境。本文根据大量伴随工程进行的水文和地形观测资料,以洋山海域所处特殊环境为基础,从堵汊工程前后进出海域的潮致环流的作用以及港区主通道流场结构的变化等,阐明不同工程期对海域水沙运动和海床冲淤的影响,并据此推断,调整洋山深水港最初建港方案,保存颗珠山汊道的畅通是科学合理的。