探索航海模拟器中虚拟场景与实物驾驶舱的整定

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1、大连海事大学硕士学位论文航海模拟器中虚拟场景与实物驾驶舱的整定姓名：陈宁申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：金一丞20100601中文摘要摘要航海模拟器的视景系统为模拟器操作人员提供了最直接的视觉信息来源。为航海模拟器配置驾驶舱，可以大大提升整个系统的沉浸感，充分体现本船六自由度的运动。而以往航海模拟器中驾驶舱的设计，多与场地条件相关，一般为容纳更多的参与人员，往往采用使驾驶舱尽可能大的设计方式。这样的设计有可能使驾驶舱与视景中的船头部分失配，最终导致在训练过程中对操作人员的视觉真实感产生不良的影响。增强现实技术通过不同的途径将虚拟景物或信息添加到用户看到的真实场景中

2、，用于对真实景物的增强。航海模拟器的操作环境，是虚拟的视景系统和真实的驾驶舱结合的环境，其中虚拟场景中的船头图像是对整条船建模后，从位于驾驶舱内的视点位置观察，经过成像系统生成图像，最终利用投影机显示在屏幕上，而驾驶舱部分是真实存在的，这样，就存在虚拟场景中的本船船头图像与实物驾驶舱的匹配问题。本文借用增强现实研究问题的思想，来研究航海模拟器中，实物驾驶舱与虚拟场景之间的对应关系，以期发现其中存在的问题，提出解决问题的方法。为解决航海模拟器中虚拟场景与实物驾驶舱之间的对准关系，本文做了以下几方面的工作。1．对航海模拟器中驾驶舱的设计方法作出介绍，总结驾驶舱与投影屏幕及r投影机架设位置

3、之间的关系。2．搭建一个实验平台，将实物驾驶舱加入到虚拟场景中，研究虚拟场景与实物驾驶舱之间的匹配问题。3．利用一些实船数据，得出对应的航海模拟器中实物驾驶舱的相关数据。并将船舶分类，给出不同船型对应的航海模拟器驾驶舱设计数据。关键词：航海模拟器；视景；实物驾驶舱；增强现实；整定英文摘要ABSREACTThevisualsystemofthemarinesimulatorprovidesthemostintuitionisticvisualinformationfortheusers．Theshipbridgeofmarinesimulatorcailgreatlyimproveth

4、eimmersionofsystemandfullydemonstratetheshipmovementinsixdegreesoffreedom．Thepreviousdesignofmarinesimulatoralwaysassociateswiththesiteconditions．Inordertoaccommodatemoreparticipants，theshipbridgeusuallyisdesignasbigaspossible．Howeverthisdesignmayresultinthemismatchofthebridgeandvisualshipbowan

5、dcausesomenegativeimpacttooperatorsintrainingprocess．Augmentedrealitytechnologyaddvirtualscenesorinformationtotherealscenebydifferentwaystostrengthentherealscene．Operatingenvironmentofthemarinesimulatoristhevirtualvisualsystemcombine、析ththeshipbridge．Afterthemodelofthewholeshipintegratedintothe

6、visualsystemandsetthecamerainthebridgeatthemodel，theimagegeneratedwasdisplayedonthescreenbyprojection．Operatorscanseethevisualshipbow,atthesametimetherealshipbridgecanbeviewed．Thisfactbringsoutthematchingproblembetweenvisualshipbowimageandrealshipbridge．Theworkatthispapermainlycontainsthreepoin

7、ts．Introducingthemarinesimulatorbridgedesignmethodandsummarizingtherelationshipbetweenthebridgeandtheprojectionscreenandprojector．2．SettingupallexperimentalplatformwhichCanaddtherealbridgedataintovirtualscenetosolvethemismatch．3．T