基于VR技术的舰船航行数据可视化分析系统

针对舰船航行数据在可视化分析中受到海上环境的影响,导致舰船航行数据可视化分析内容减少、时间变长,因此,提出基于VR技术的舰船航行数据可视化分析系统。在系统的硬件设计方面,通过舰船航行数据查询模块设计和数据可视化模块设计,完成了系统的硬件设计,通过分析舰船航行的仿真要素,对舰船航行过程中的地形进行网格处理,采用VR技术全方位分析了舰船航行的视景,建立了四叉树顶点之间的约束关系,完成系统的软件设计,实现舰船航行数据的可视化分析。测试结果表明,基于VR技术的舰船航行数据可视化分析系统不仅可以增加可视化分析内容,还可以缩短分析时间。     

基于虚拟现实的喷水推进动力装置协同仿真技术研究

针对喷水推进动力装置模拟器中数学模型与虚拟视景的协同仿真问题,首先根据船舶的动力装置建立了Matlab/Simulink仿真模型;以光栅图像法为基础改进地形建模方法,使用Creator分别对虚拟地形及船体进行建模;通过Visual C++平台对系统进行可视化程序设计,实现Vega Prime二次开发,完成了船舶运动虚拟视景仿真;基于C++平台实现Simulink模型的输出参数调用,最终实现船舶航行视景与动力装置仿真模型的协同仿真运行。系统能够直观反映在动力装置参数变化时船舶的运动状态,协同原理及方法对其进一步应用到实际动力装置模拟器中有借鉴意义。     

船舶航行视景分布式可视化仿真技术研究

首先分析航行视景分布式可视化仿真系统结构,并指出本文采用的多通道视景的视锥是旋转方式的;然后对仿真过程中的2个关键技术进行阐述,并设计技术实现路线;最后建立虚拟现实场景和3D模型进行系统仿真,并根据仿真流程实现三通道135°的航行视景仿真效果。     

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。     

船舶安全动态实时监控数据结构可视化技术研究

人员和物资安全问题在船舶航行中非常重要,因此经常进行船舶安全动态实时监控,而利用传统技术处理监控数据时,效率不高,导致不能及时实施救援。针对上述问题,研究一种船舶安全动态实时监控数据结构可视化技术。通过数据采集、数据库储存、数据抽取、数据变换、数据挖掘与分析完成监控数据预处理工作,利用一种坐标计算方法对预处理数据进行映射,并绘制映射图像,利用7种操作完成人机交互,最后采取多屏幕拼接融合技术来实现船舶立体图像显示,完成船舶安全动态实时监控数据结构可视化立体呈现。通过仿真实验和对比分析,结果表明:该技术实现了三通道135°的视景仿真,画面清晰,并与传统技术相比,效率提高2 s。     

虚拟环境下船舶安全航行路径智能规划仿真

为使驾驶员能够识别出航道存在的危险,确保船舶航行安全,研究虚拟环境下船舶安全航行路径智能规划仿真方法。在虚拟环境下,基于船舶航道高程信息,利用连续极小泛函序列方法获取船舶航行航道等距网格数据,利用对象图像渲染引擎处理航道网格数据,得到航道地形模型。利用Solid Works软件,通过创建基准面、生成船舶船体型线以及构建船体曲面模型等过程生成船舶三维模型。根据生成的航道地形模型与船体模型,提出适用于三维空间路径规划的空间分层路径规划方法,通过逆向逐步搜索路径过程得到船舶安全航行路径规划结果。实验结果显示,该方法生成的航道地形与船体模型较为完善,路径规划过程中能够有效躲避固定障碍物与移动障碍物,既保障船舶航行安全性又确保航程最短。     

船舶操纵模拟器视景仿真系统构架设计

根据船舶操纵模拟器功能实现的实际需要,本文提出一种7通道270°宽视场角环幕投影构架方案。基于视景仿真系统的建设目标,完成了硬件构架和软件构建的设计。并通过船舶操纵模拟器试验室空间的实际大小,完成构架方案的空间布局设计,并对布局设计进行光路效果分析。结果表明,所提出的视景系统构架方案能够满足船舶操纵模拟器真实沉浸感的要求。     

3D可视化设计在船舶航行状态监控系统中的应用

为打造具备全面、可视化显示能力的船舶航行状态监控系统,设计基于3D可视化的船舶航行状态监控系统。首先采集航行环境信息,计算船舶碰撞风险度,使用基于3D可视化设计的航行状态显示模型,将航行状态信息,全方位显示于3D可视化显示模块的界面之中,并对计算的风险度信息进行突出标识,实现船舶航行状态的远程、三维、可视化监控。经测试可知,此系统可以全面显示船舶的三维航行环境信息,且碰撞风险信息清晰突出,优化了船舶航行状态监控的全面性与可视化性能。     

狭水道视景数据生成技术的研究

就船舶操纵模拟器开发中的狭水道视景数据生成技术进行了讨论，分析了狭水道视景数据设计的特点，提出了狭水道中地形，线物标等视眩数据的生成方法。     

航电枢纽全视景三维模型构建方法

针对航电枢纽全视景可视化仿真,基于数字高程模型构建、参数化实体建模原理,运用GIS三维可视化技术,提出航电枢纽三维模型构建方法、数字地形系统搭建方法和多坐标系统模型耦合方法。基于ArcGIS Engine二次开发技术、空间数据库技术以及数据库连接及应用技术,完成全视景动态虚拟现实系统构建技术研究。利用本方法搭建依兰航电枢纽全视景动态虚拟现实系统,实现航电枢纽全视景动态管理,验证方法的可行性。     

基于Labview计算机可视化编程在船舶导航系统的应用

由于常规导航系统所采集的画面图像存在像素丢失或破损的现象,使航线的判断受到影响,提出基于Labview的计算机可视化编程应用于船舶导航系统。优化接收机架构模式,解析定位信息,通过射频前端,完成信号频率转换;结合船舶导航的特殊性,利用计算机可视化编程,预测航线及周边地形,选择合适导航视点,利用Labview采集信息并实时处理,将其以可视化形式呈现,提高特征提取精度,完成基于Labview的计算机可视化编程的船舶导航系统研究。设计对照实验,与常规导航系统对比,测试系统性能。结果表明,所设计系统与常规相比,所采集到的导航图像灰度区间分布均匀,证实其导航画面更加清晰稳定,能够满足导航系统对于航线的精准判断。     

基于DSP技术的航行自动化控制系统

针对船舶海上航行受到航行环境和船舶运行情况的影响,加大了船舶航行方向和航行速度的控制误差,为了提高船舶航行的自动化控制精度,提出了基于DSP技术的航行自动化控制系统设计。在硬件设计方面,利用DSP技术设计了复位电路和外围接口电路,对船舶航行自动化控制电路进行了设计,根据船舶航行自动化控制器的工作原理,完成船舶航行自动化控制器的设计,利用船舶航行自动化控制的误差函数,在函数下降方向上,自适应调整自动化控制的权值和阈值,建立了船舶航行自动控制网络模型,结合船舶航行的自动化控制流程,完成系统软件设计,实现船舶航行的自动化控制。实验结果表明,基于DSP技术的航行自动化控制系统不仅可以缩小船舶航行方向的控制误差,还可以缩小速度的控制误差,从而提高了船舶航行的控制精度。     

基于虚拟现实的导航试验系统

为了加快惯性导航系统的开发,设计了一种基于虚拟现实的惯导试验系统,用于捷联惯性导航系统设计及测试。详细介绍了系统的结构及功能组成,探讨了系统的虚拟现实建模方法和视景生成过程。并为系统建立了基于真实地形信息的三维地形,利用虚拟现实工具软件Vega完成了系统的视景仿真。结果表明该系统能使研究人员直观地考察导航过程、船体姿态,且画面逼真、流畅,为舰载捷联惯性导航系统的快速开发及算法的研究提供了有力的工具。     

基于机器视觉技术的船桥防碰撞自动控制系统

为避免船桥发生碰撞事故,设计基于机器视觉技术的船桥防碰撞自动控制系统。利用双目视觉传感器采集船舶航行环境图像,由A/D转换芯片预处理环境图像,再利用双目视觉测距技术结合预处理的环境图像计算船舶与桥墩间的距离;通过全球定位系统采集船舶位置信息,利用改进差分进化PID控制方法得到舵角自动控制结果,再利用异步收发传输器根据控制结果生成自动控制指令,作用于船舵,完成船桥防碰撞自动控制。实验证明：该系统可有效采集船舶航行环境图像,计算船舶三维坐标;在不同航行环境时,该系统均可完成船桥防碰撞自动控制,且自动控制的稳定性较优。     

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VR技术的船舶航行仿真系统设计

传统船舶仿真系统不能在短时间内完成航行数据的识别及转发处理。为解决上述问题,设计基于VR技术的新型船舶航行仿真系统。通过层次逻辑结构设计、仿真拓扑结构设计2个步骤,完成新型系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,通过VR交互程序设计、航行传输协议设计、仿真数据库设计3个步骤,完成新型系统的软件运行环境搭建,实现基于VR技术船舶航行仿真系统的顺利应用。模拟对比试验结果表明,与传统系统相比,应用基于VR技术船舶航行仿真系统后,航行数据识别及转发处理时间均得到一定程度降低。     

基于无线传感器网络的船舶动力定位系统的研究

随着海洋开发领域的扩大,对船舶航行及停泊位置精确要求越来越严,动力定位系统成为大型船舶必不可少的设备之一。船舶动力定位系统通过传感器采集自身的动力状态及周围环境数据,再通过数据融合确定所需的推进力。针对采集数据分布广、类型多样的特性,利用无线传感网络分布式结构具有较好的处理性能。本文研究大型船舶动力定位系统数学模型,在此基础上设计基于无线传感网络的数据融合处理系统,最后进行仿真。     

船舶机舱多通道视景虚拟仿真系统

船舶机舱多通道视景仿真系统采用多通道融合技术、边缘融合技术、几何校正技术等进行计算机成像和无缝拼接,以实现宽视角和反算控制算法进行投影图象的非线性几何拼接和校正.进而方便用户在三维场景中进行自由的访问和操作,交互拾取时能够提供高效便捷的三维拾取功能和支持用户更好的交互场景和高效的人机交互行为,并能利用虚拟仪表、虚拟指示...     

AR技术下船舶导航系统交互界面设计

为充分利用AR技术优势设计船舶导航系统交互界面,合理展示船舶航行环境以及航行路线,确保船舶航行安全,提出AR技术下船舶导航系统交互界面设计方法。合理设计船舶导航系统交互界面架构,有效采集与预处理船舶航行环境信息,利用AR技术构建船舶航行环境三维虚拟模型,经法线贴图,凸显模型表面的细小轮廓特征后,使用改进插值算法完成模型渲染,增强模型高光效果,提升船舶航行环境以及航行路线可视化效果。实验结果表明,应用该方法能够设计出效果较好的船舶导航系统交互界面,导航效果理想,可确保船舶安全稳定航行。     

基于云计算的离岸船舶信息管理系统优化设计

传统离岸船舶信息管理系统能够有效管理船舶信息,由于船舶航行轨道具有复杂性、多样性、多到达地,常会出现信息管理不全面,信息管理不准确的问题。提出离岸船舶信息管理优化系统,通过云计算分别设计了系统硬件部分和软件部分,对硬件中的数据库和主要功能模块进行优化设计,借助云计算中模块化程序设计思想完成软件设计,利用仿真实验分析了设计系统的管理准确性和管理耗费时间,实验表明,优化后的系统所需管理时间远远低于传统系统,准确性更高,能够有效提高船舶管理效率,确保航行过程的安全性。