Unity3D虚拟现实技术在机舱资源管理模拟器开发中的应用

针对目前机舱资源管理训练平台在高逼真度和强交互性等方面存在的不足,提出一种基于Unity3D平台的远程可交互式机舱资源管理模拟器的实现方法。首先,基于3ds Max/Unity3D的虚拟现实技术,阐述机舱资源管理模拟器的总体设计方案;其次,介绍Unity3D程序的开发流程和关键技术;最后,在应用3ds Max对超大型油船机舱设备进行三维建模的基础上,对应用Unity3D工具包实现虚拟场景的动态交互技术进行研究,实现三维船舶模型数据与二维模型数据的整合、碰撞检测和三维机舱虚拟漫游等。采用实船数据对该模型器进行仿真应用,结果表明:所开发的系统能很好地满足机舱资源管理训练的各项指标要求,且实现效率较高。     

基于网络虚拟平台的船舶机舱三维虚拟漫游和远程操纵系统

简要分析了网络虚拟现实技术在船舶机舱仿真系统中的应用,提出了船舶机舱虚拟现实仿真系统的总体设计和实现方法,并结合船舶机舱设备的具体情况,将系统模型和仿真软件包移植到支持虚拟可视化的网络平台,通过该网络虚拟平台,建立船舶机舱三维虚拟漫游系统,并实现实时仿真及交互控制功能.     

海警舰船抛起锚虚拟仿真系统设计

以3DS max为平台,对锚设备进行建模与渲染。采用虚拟现实技术设计舰船驾驶室及舱室漫游,抛锚虚拟仿真,起锚虚拟仿真模块。通过运动跟踪技术,三维虚拟现实显示系统开展海警舰船抛起锚虚拟仿真系统实践教学,既提高了学员训练的积极性,又节约了大量的实装训练费用。     

基于Web3D的轮机模拟器网络虚拟平台实现

基于Web3D的轮机模拟器网络虚拟平台的构建技术及JavaScript技术,已成为新型轮机模拟器研究开发的一个热点之一。文章从一个全新的技术角度和数据共享理念,借助适用于网络环境的跨平台的虚拟现实技术进行三维虚拟漫游和实时人机交互,来构建基于Web和虚拟现实的轮机模拟器网络虚拟平台,通过跨网络平台、数据共享和应用集成技术,实现对操纵船舶机电设备的远程或现场可视化操作与维护管理。     

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。     

船舶柴油机交互式虚拟现实仿真

以船用柴油机为研究对象,对轮机模拟器三维虚拟仿真软件进行开发,并以三维实体建模技术和虚拟现实技术为支撑,通过使用3ds Max软件完成对船用柴油机系统的三维建模,在虚拟现实平台Quest3D上制作三维场景,实现船舶柴油机交互式虚拟仿真。     

深度沉浸式虚拟现实舰船体验

随着计算机科学的快速发展,处理器对动态虚拟现实图像的处理能力日益加强,各种基于此的应用广泛出现,并给人类的生产生活带来新的变化。通过虚拟现实技术,人们能够以非常直观的方式与计算机形成的虚拟场景进行类似真实环境的互动。借助虚拟化设备,人们从视觉上和听觉上得到了能够与真实情况类似的体验。在对舰船的认识上,同样可以采用虚拟现实系统,在深入沉浸式的环境体验中,体验者能够以最小的代价最大程度感受到真实的舰船环境,同时模拟出舰船的各种状态,比如驾驶操作、机舱维修、消防模拟等在真实环境中难以实现的情形。本文基于舰船体验的实际需要,总结虚拟现实的原理,并设计实现船舶虚拟现实体验的系统。     

基于虚拟现实的舰船装备虚拟训练仿真系统研究

目前舰船专业技术训练中存在的诸如训练内容形式单一、缺乏交叉协同系统训练等系列问题,虚拟现实技术的发展为舰船装备虚拟训练提供了新的思路,本文首先分析了舰船人员专业技术训练存在的主要问题,然后结合虚拟现实的优势阐明了舰船虚拟仿真系统的优点。其次论述了舰船装备虚拟训练系统的预期目标,最后构建了基于虚拟现实的舰船装备虚拟训练仿真系统技术方案,为基于虚拟现实的舰船装备虚拟训练仿真系统的实现提供依据。     

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。     

船舶机舱虚拟现实仿真系统

提出并实现基于虚拟现实技术的船舶轮机仿真系统.给出应用于船舶轮机仿真的虚拟立体视觉图象生成算法,研究了使用立体眼镜和立体头盔视觉设备的虚拟现实系统的实现.讨论了虚拟机舱漫游、虚拟船舶驾驶台和虚拟集控室等船舶仿真系统.     

船舶机舱虚拟场景三维模型的建立及优化

随着计算机技术、通信技术和传感器技术的飞速发展,可视化信息模型成为国内外的研究热点,其中,虚拟现实技术是一种全新的三维人机交互和仿真技术,在建筑、航空、船舶、医疗等领域有非常高的应用价值。船舶机舱是船舶动力系统的控制单元,也是船舶人机交互最频繁的单元,因此,研究船舶机舱的三维仿真模型,提升操作人员的工作水平,改善船舶操纵质量有重要意义。本文结合计算机图形学知识和Multigen Creator软件,完成了船舶机舱虚拟场景的三维建模及软、硬件开发。     

万维网3D技术在轮机操纵模拟器中的应用探析

虚拟现实技术的一个重要应用就是工程训练,Web 3D技术是在互联网上实现的虚拟现实技术。将虚拟现实技术和万维网3D技术应用于轮机模拟器中,采用非沉浸式虚拟现实技术研制纯软件三维场景模拟器,具有较好的真实感,还可以节约投资和占地,降低培训成本,实现远程培训等优点,其性价比大大高于目前广泛使用的实物模拟器。论述了虚拟现实技术和仿真技术在新型轮机操纵模拟器的一般组成和性能特点,并分析其崭新的发展前景。     

全任务轮机模拟器的应用与发展

全任务轮机模拟器由二维仿真训练系统、虚拟机舱实操系统、半实物轮机模拟系统组成,并且与WPF技术、虚拟现实技术、工业以太网技术、嵌入式仿真技术密切相关。结合DMS-2015型VLCC轮机模拟器研究工作,其先进、一致、实用、准确、通用、协作、简单的建设目标,使其由简单的操作级应用扩展到管理级及工程论证级应用。     

船舶冷却水系统建模及可视化的实现

本文以船舶冷却水系统为对象,根据管路中的各部件的工作原理,结合计算机仿真建模技术,应用Creator、Vega等虚拟现实软件,对船舶冷却水系统进行建模和可视化实现,将虚拟现实技术应用在轮机模拟器中,使轮机模拟器更加真实的展现机舱环境,取得了较好的效果。     

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。     

船舶轮机仿真器引入虚拟现实技术的研究

提出在船舶轮机仿真器中引入虚拟现实技术。提出虚拟机舱,虚拟集控室,虚拟驾驶台,虚拟控制仪表板的新概念并讨论其可实现性。给出应用虚拟环境系统ＶＲＴ生成的可交互油船模型。作者认为综合应用计算机生成的动态３ 维图形,高画质图象投影和多媒体技术,可获得比物理模拟更真实的仿真效果。从而使船舶轮机模拟器具有良好的动态视景、人机自然交互界面和临场感成为可能     

利用虚拟现实技术的舰船图像优化

传统舰船优化算法仅能对图像二维层面进行通道增强,在三维结构层面上无法实现图像的构成像素关系的分析优化,从而出现优化后的图像结构关系不够清晰、细节特征模糊的问题。基于上述图像三维层出现的问题。引入虚拟现实技术,提出虚拟现实技术的舰船图像优化研究。利用虚拟现实技术,在图像的虚拟三维空间,提取图像三维结构特征;通过三维虚拟增强算法,对特征量进行结构变换增强优化。最后通过虚拟重构算法,对优化后的图像特征量进行图像结构重构,从而实现优化图像结构细节的效果。通过与传统图像优化算法的优化效果对比表明:提出的优化方法,在多处图像结构细节优化上,做出精准处理,处理效果符合实际应用要求,且优于传统图像处理效果,更适合舰船图像的精度化处理。     

新技术

<正> “船艇机舱操纵模拟器”获一等奖由上海海运学院承担研制的“船艇机舱操纵模拟器”,最近获得第十六届上海市优秀发明一等奖。该课题是2002年9月获得全军科技一等奖“船艇综合训练模拟系统”的组成部分。课题在国内首次以陆军船艇为对象研制机舱操纵模拟器,在国内首次实现大型船艇操纵模拟和机舱操纵模拟为一体,同时在国内首     

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。     

虚拟现实技术在舰船维修中的应用

传统的舰船维修方法实时性差,在维修中耗费的时间与人力较多,为此设计一种基于虚拟现实技术的舰船维修方法。建立虚拟舰船维修环境模型,设定舰船零件与零件之间的装备约束条件,提高维修过程的实时性,采用虚拟现实技术全面采集舰船维修故障信息,按照可靠性理论计算舰船维修中各项设备的可靠度,确定舰船中每个设备的维修次序,以此完成基于虚拟现实技术的舰船维修。实验证明,此次设计的舰船维修方法比传统维修方法维修时间短,满足舰船维修的实时性需求。