探析疏浚作业仿真训练器中的视景仿真系统研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文疏浚作业仿真训练器中的视景仿真系统研究姓名：张建通申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：高孝洪2002.3.1＼武汉理工大学硕士学位论文摘要fl‘‘疏浚作业仿真器的研制”是国家“九五”重点科技攻关项目“1750m3／h绞吸式挖泥船新技术装备实验研究及应用”项目中的一个重要子课题，它主要用于培训学员掌握先进的疏浚作业方法，以达到优化疏浚作业的目的。具有视景仿真系统的疏浚仿真训练器的研制需要运用计算机技术、自动控制技术、图形图像处理鼻生成技术、计算机仿真技术、多媒体技术、疏浚工程等诸多高新技术。J本文结合疏浚作业仿真器的视景仿真子系统，论述了三

2、维虚拟建模、虚拟物体运动关系数学描述、最小原型形软件设计方法、网络通信、多线程编程等多项关键技术。首先本文介绍了当前主要的软件开发方法。锌对这些方法的优缺点进行了大致分析，然后根据承担项目的特点进行分析，然后确定了采用最小原型法去开发系统o)其次，介绍了利用三维建模工具MultiGen建立三维疏浚船模型的方法。淇中涉及虚拟三维模型的建立、自由度(DoF，DegreeofFreedom)的设定、运动关系的数学描述等内容。在介绍完本文中用到的计算机图形学的基本知识之后，文嗣详细介绍了水下视景仿真的设计方案和实施步骤，这里包括虚拟地形建模、使用Vc++6．0结合OpenGL开发应用程

3、序、虚拟模型与控制盘台的交互、疏浚作业剖面仿真等内容。最后论文中对多线程编程进行了详细分机鼢对实时视景仿真系统的特点，使用一个线程完成控制信号的接收工作，另一个线程负责整个场景画面的绘制工作。这种方法避免了视景仿真系统的画面与在控制盘台设备上操作信号的滞后现象，增强了仿真的真实感。作为疏浚仿真训练器的一部分，视景仿真系统把学员在控制盘台上的操作结果直观地实时显示在屏幕上，简化了操作评估过程，并且使疏浚仿真训练器有了到较好的关键词：善了疏浚仿真训练器的整体功能，使之能够达统、最小原型法第i页武汉理工大学硕士学位论文Abstract“Theresearchofdredgingpro

4、cesstrainingsimulator”isapartoftheproject“ResearchAndDeVelopmentOfNewEqujpmentAndTechno】ogjesInThe1750m3，hCutterSuctionDredger”，whichisaChineseNinthFiveYbarsKeyProjectThedredgingprocessn．ainingsjmulatorisusedtotraintheoperatorsoastomakethedredgingprocessmOreef壬icient．Thesystemusesalotofnewte

5、chniquesincIudingcomputerscience，mul“medjatechnologyandcomputergraphicsscienceandsoonAccordingtothevisualsystemofthedredgingprocesstraj工lingsimulatoLthispaperpresentsmanyimportanttechlliquessuchasthree·dimensionobjectsmodeling，mathematicsdescriptionofthevirtualobjectsmotionrelations，theminim

6、al-shapesoRwareengineeringmethod，muJti—threadprogramatldsoonFirstly，thispaperi毗roducesthemainsoRwareengineeringtecllniquesandanalyzestheexcellenceand1imitationofeachone．Theminimal—shapesoftwareengineeringmethodisadoptedaccordingtothecharacteristicoftheprojectSecondly，thepapergiVesouttheproce

7、dureofthethree—dimensionaldredgeboatmodeling，whjchusestheVR(ⅥnllalReality)too

8、一M[ultiGen．EstablishingtheDOF(DOF，Degree0fFreedom)oftheVRmodelandtheVRmodelmotionrelationsaredepictedinthethirdchapter．．f吣last，thepaperpresentedtheVisualizationimplementa