基于OSG的船桥碰撞检测技术仿真-论文.pdf

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1、第37卷第2期中国航海Vo【．37NO．22014年6月NAVIGAT10NOFCHINAJun．2014文章编号：10004653(2014)02-003504基于OSG的船桥碰撞检测技术仿真关克平，江靖楠，王静波(上海海事大学商船学院，上海201306)摘要：为进一步提高船舶操纵模拟器的真实性，使其更加有效地应用于港航论证和船舶操纵模拟培训中，业界一直致力于研究较为关键的模型碰撞检测技术。在介绍船舶操纵模拟器视景系统、MultigenCreator三维场景建模技术和OSG三维场景渲染技术的基础上，通过分析多种包围盒技术并比较其优劣，在满足精

2、度要求的前提下，选取轴向包围盒技术分别构建船舶和桥体的碰撞检测包围盒，并提出相应的检测算法及优化方案，最后成功应用于船舶操纵模拟器的视景系统中。关键词：水路运输；开源场景图形(OSG)；碰撞检测；船桥碰撞；包围盒中图分类号：U666．158文献标志码：ASimulationonShip-BridgeCollisionDetectionTechnologyBasedonOSGGUANKeping，JIANGJingnan，WANGJingbo(MerchantMarineCollege，ShanghaiMaritimeUniversity，Sha

3、nghai201306，China)Abstract：Inordertoimprovethefacticityofsimulation，simulatordevelopersturnattentiontothreedimensionalcollisiondetectiontechnology，whichisoneofthekeytechnologiesforthatpurpose．Thevisualsystemoftheshiphandlingsimulator，thethreedimensionalmodelingtechnologybase

4、donMultigenCreatorandtherenderingtechnol—ogyof3DscenebasedonOpenSceneGraph(OSG)areintroduced，andthedifferentboundingboxesalgorithmsarecompared．TheAxis-alignedboundingboxalgorithmischosenforthecollisiondetection，andcorrespondingdetec—tiontechnologyandoptimizationapproachesare

5、presented．Themodelhasbeensuccessfullyusedinthevisualsys—ternofashiphandlingsimulator．Keywords：waterwaytransportation；OpenSceneGraph(OSG)；collisiondetection；ship—bridgecollision；boundingbox随着我国船舶逐渐向大型化方向发展以及交通时也是船桥碰撞仿真系统中最重要的一个环节。因流密度不断增大，船舶航行对桥梁安全的影响日益此，在OSG的技术环境下，创造性地提出船桥碰撞

6、显著。船桥碰撞是最常见的事故类型之一，只有安检测算法及其在复杂环境中的优化方案，在三维视装桥墩防撞预警系统并对驾驶人员进行船舶模拟操景系统中取得满意的效果。纵的培训，才能更有效地降低此类事故的发生率。1船舶操纵模拟器及其技术支持船舶模拟操纵通过对桥区水域的模拟而较多地应用于通航安全影响论证和通航安全评估中。_11．1船舶操纵模拟器船舶操纵模拟器三维视景系统中常见的驱动技船舶操纵模拟器可以使人参与到系统的仿真运术有0’penGVS、VegaPrime(VP)和OpenScene-行中去，通过相关仪器设备给出的航行信息，人为地Graph(OSG)等

7、，其中OSG是唯一开源的场景图形控制航速、航向，使驾驶人员达到训练、通航安全评管理开发库，渲染品质高、可移植性好，为研究提供估和海事分析等的目的。其一般由教练台、主控机、了很好的技术支持。_2]碰撞检测是船舶操纵模拟器雷达、电子海图和投影系统(投影机和图形计算机)中关键的技术之一，直接影响仿真效果的真实性，同等组成，可实现不同水域、不同风流环境、不同交通收稿日期：2014—0210基金项目：国家自然科学基金(51149001)；上海市教育委员会科研创新项目(11CX49)；上海海事大学研究生物创新基金(2013ycx032)作者简介：关克平(1

8、978一)，男，福建宁德人，副教授，研究方向为港航安全论证、航海仿真技术等。Email：kpguan@shmtu．edu．an．36中国航海2014年