基于控制中心的船舶驾驶模拟系统开发

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1、学校代码：10289分类号：U666.158密级：公开学号：112210016基于控制中江苏科技大学心的船硕士学位论文舶驾驶模拟系统开基于控制中心的船舶驾驶模拟发系统开发聂垒研究生姓名聂垒鑫导师姓名陈宁教授鑫申请学位类别工学硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业轮机工程论文提交日期2013年12月24日江研究方向轮机设备与系统设论文答辩日期年月日苏计、仿真与性能优化科答辩委员会主席评阅人技大学20年月日万方数据分类号：U664.12密级：公开学号：112210016工学硕士学位论文基于控制中心的船舶驾驶模拟系统开发学生姓名聂垒鑫指导教师陈宁教授江苏

2、科技大学二O一年月万方数据AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheDesignandDevelopmentoftheShip-handingSimulatorBasedontheControlCenterSubmittedbyNieLeixinSupervisedbyProf．ChenNingJiangsuUniversityofScienceandTechnologyMay,2013万方数据江苏科技大学学位论文原创性声明本

3、人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日万方数据江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索

4、，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日万方数据摘要摘要船舶驾驶模拟器一直以来都是虚拟现实与船舶结合最为紧密的一部分，它利用计算机图形学的技术生成一个贴近真实效果的海洋场景、岛屿地形以及虚拟的船舶驾驶系统，为学员和操纵人员提供实船设备与虚拟驾驶环境之间的交互，对学员训练素质的提高，船舶性能的检测以及进出港口的技术分析起着至关重要的作用和影响。本文在VisualStudio2008、SQL2000、OpenSceneG

5、raph以及Matlab/Simulink的基础上，完成了从船舶推进仿真模型到虚拟海洋场景的建模，并实现了不同软件平台之间的数据通信。针对镇江船厂生产的全回转拖轮，本文采用MMG建模思想，针对不同漂角，采用两种不同的水动力导数模型对船舶建立船舶受力方程，船舶推进方程，并采用四阶龙格库塔法对方程求解得到船舶的运动轨迹及航向。同时采用quadtree方法建立网格，并计算出网格顶点包含的高度图投影在相机中的高度，并与设定的极限值作比较，然后基于海浪统计频谱和快速傅立叶变换方法实时生成海面高度场；利用粒子系统模拟海洋场景中的雨雪气候；最后通过UDP和AD

6、O协议实现各个软件平台的数据通信，实现了以全回转拖轮操纵模型为基础的虚拟海洋漫游。本系统具有比较真实的虚拟海洋场景，客观的船舶动力分析计算。在不断完善和升级的基础上，其仿真效果和操纵性能也会逐步提升，对虚拟船舶驾驶的训练有着较强的实用价值，并为下一步的多功能多类型的海工模拟器、飞机模拟器提供坚实的技术平台。关键词:驾驶模拟器；船舶操纵模型；虚拟海洋；OSGI万方数据江苏科技大学工学硕士学位论文II万方数据AbstractsAbstractsShipdrivingsimulatoristhemostexactcombinationofshipand

7、virtualrealitytechnology,itgeneratesavividoceanscene,islandterrainandvirtualship-handlingsystembasedonthecomputergraphics,interactionbetweenrealequipmentsandvirtualoperatingenvironmentisprovidedfortraineesandoperators,itplaysansignificantroleinimprovingtrainees’quality,detect

8、ingship’sperformanceandanalyzingship’smovementwhendriftinginandoutof