虚拟环境的船舶驾驶系统
基于Flexsim集装箱码头装卸系统的仿真

文章编号 167127953(2007)022*******基于Flexsim 集装箱码头装卸系统的仿真3于 蒙 王少梅 肖 峰武汉理工大学物流工程学院 武汉 430063摘 要 结合虚拟现实技术、计算机仿真技术、机械设计技术,分析集装箱码头装卸系统虚拟环境的模型,利用三维离散事件仿真软件Flexsim 建立集装箱码头装卸作业仿真模型,为生产管理者提供视觉上的决策支持,利用其核心机制———任务序列驱动设备模型,实现装卸作业过程的三维动态仿真。
关键词 仿真 Flexsim 虚拟现实 集装箱码头 装卸作业中图分类号 U653.928 TP391.9 文献标识码 AS imulation for stevedoring of container terminal based on FlexsimYU Meng WANG Shao 2mei XIAO FengCollege of Logistics Engineering Wuhan University of Technology Wuhan 430063Abstract Combining the techniques of visual reality ,computer simulation and mechanism design ,the virtual reality environment of the handling system in the container terminals was proposed.The 32dimensional simulation software Flexsim was used to establish the model of the stevedoring system ,which could provide the 32dimensional vision decision 2making mechanism to managers of container terminals.The operation of the port machinery was driven by means of task sequences to realize the dynamic simulation of the process of stevedoring.K ey w ords simulation Flexsim virtual reality container terminal stevedoring收稿日期 2006210220修回日期 2006211224作者简介 于 蒙(1975-),女,硕士,讲师。
船舶设计中的人机工程学研究与应用

船舶设计中的人机工程学研究与应用船舶作为人类在海洋上活动的重要工具,其设计的优劣直接关系到船员的工作效率、舒适度和安全性。
人机工程学作为一门研究人与系统及其环境相互关系的学科,在船舶设计中发挥着越来越重要的作用。
本文将深入探讨船舶设计中的人机工程学研究与应用,旨在提高船舶的性能和船员的生活工作质量。
一、人机工程学在船舶设计中的重要性船舶是一个复杂的系统,船员需要在其中长时间工作和生活。
良好的人机工程学设计可以减少船员的疲劳和错误操作,提高工作效率和安全性。
例如,在驾驶台的设计中,合理的仪表布局、座椅调节和操作手柄的设计可以使驾驶员更轻松地获取信息和进行操作,减少操作失误的风险。
同时,舒适的居住环境可以提高船员的休息质量,增强他们的体力和精神状态,从而更好地应对海上的各种情况。
二、船舶设计中涉及的人机工程学因素1、空间布局船舶内部空间有限,如何合理规划各个区域的功能和布局至关重要。
例如,船员的居住舱室应保证足够的空间,便于活动和休息;工作区域的设备和工具应放置在易于操作和拿取的位置。
此外,通道的宽度和高度要满足人员通行的需求,避免发生碰撞和拥挤。
2、照明与色彩合适的照明条件可以提高船员的视觉舒适度和工作效率。
在不同的区域,如驾驶台、机舱和居住舱室,需要根据工作和休息的需求提供不同强度和颜色的灯光。
色彩的选择也会影响人的心理和情绪,例如,使用柔和的色彩可以营造舒适的居住环境,而在重要的警示区域使用醒目的颜色可以引起注意。
3、噪音与振动控制船舶在运行过程中会产生噪音和振动,长期处于这种环境中会对船员的健康造成影响。
通过优化船舶的结构设计、选用低噪音的设备和采取有效的隔音减震措施,可以降低噪音和振动水平,提高船员的工作和生活质量。
4、温度与湿度调节船舶内部的温度和湿度会受到外界环境和设备运行的影响。
为了提供舒适的工作和生活环境,需要配备有效的空调和通风系统,保持适宜的温度和湿度。
5、操作界面设计各种设备的操作界面应符合人体工程学原理,如按钮的大小、形状和位置,显示屏的清晰度和角度等,以便船员能够方便、快捷地进行操作和获取信息。
发射和回收系统22

布放和回收系统摘要:本文讨论了大型船泊水下机器人(AUV)在更高海平面工作的不同的布放、回收和配载机会。
布放和回收过程中主要的考虑因素在操作环境条件的完整范围内使用相同的辅助设备和程序是否能够布放和回收大型水下航行器。
此外在操作的释放和恢复阶段尽可能少的进行人力干预的情况下实施程序。
专用布放和回收系统(LARS)在深海条件甚至都是非常有效的,但有时过于昂贵或不符合可用的甲板空间船的条件。
本文讨论了有效和便携式布放系统和替代方法即使用轻型车辆,在移动过程中用于保护车辆也用于部署和检索车辆。
布放和回收的大型船舶水下机器人尤其是在特定的船舶的水下机器人为制造商和运营商提供了重大的挑战。
作为水下机器人,若要更加广泛深入的进入的科学、军事和商业应用,不仅需要安全部署,更重要的是需要找回运载体。
一些运营商可以受益于制作专用于船舶的定制机器人,但与此同时对可以从特定的船舶上操作的安全便携式系统的需求日益剧增。
而当我们考虑AUV的操作时,对大量的事例都将要进行讨论。
将小船只或潜水员送入低海况海域可能会减轻许多与恢复操作相关的风险,但是出于安全考虑,国家填海的海域或在极地冰盖接近地区经常禁止此类活动。
AUV操作者努力提高布放和回收操作降低风险,提高安全性,减少对环境的影响,并提高可操作性。
方法和限制在为AUV布放和回收系统确定最合适的解决方案时必须考虑到成本,甲板空间,位置和干舷,可用人才、海况、甲板装载,船甲板上的可用性,周转时间,在船侧与在船尾,在冰下环境中的恢复,其他车载设备(机器人等)、吊架或框架达成,可用功率,和许多其他因素。
在对AUV外形的设计问题上当然是尽可能小最好,与大多数其他船舶设备相比,是典型的弱小系统。
近几年来为了适应水下机器人研制了多种布放和回收的方法,包括船尾坡道,铰接臂,改性起重机、笼子和车库。
每种方法都有从各种经验针对车辆或船舶或者在许多情况下结合二者设计了布放系泊、拖鱼或远程操作车辆(ROV)。
基于Unity3D的船舶机损事故虚拟仿真软件的开发

基于Unity3D的船舶机损事故虚拟仿真软件的开发夏禹1,胡以怀1,方云虎2,张成2,芮晓松2(1.上海海事大学商船学院,上海201306;2.招商局金陵鼎衡船舶(扬州)有限公司,江苏江都225217)摘要:针对船舶机损事故在现实中难以重现的特殊性和危险性,通过建立船舶机损事故现场模型,综合利用3dsMax和Uni⁃ty3D软件设计开发了船舶机损事故案例虚拟仿真软件,以3D虚拟播放的方式展现各种机损场景。
着重介绍了虚拟仿真软件的开发技术和实现过程,包括场景搭建和缸套碎裂制作、软件特效开发、场景漫游和渲染设置等,简化了UI界面设计和视频播放自动化的方法,起到了很好的船舶事故教学培训效果。
关键词:Unity3D;船舶机损事故;3ds Max模型;虚拟仿真中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-3044(2021)10-0001-03开放科学(资源服务)标识码(OSID):1背景在船舶系统中主机舱设备是事故发生率最高的部位,且其故障而引发的事故往往是较大事故,会造成较大的经济损失[1]。
2015年12月3日,东莞市海龙疏浚工程有限公司所属的无动力工程船“海龙浚1号”轮由“大跃”轮拖带从山东潍坊驶往辽宁盘锦,在大连普兰店湾附近水域抛锚避风期间,“海龙浚1号”轮进水沉没。
据调查,事故原因与该工程船遭遇大风浪,通风管没有及时关闭,海水通过通风管灌入机舱致使船舶储备浮力丧失有关。
另外还存在拖带人员处置经验不足、应急预案不全面的问题。
船舶机损事故类型多,成因复杂,应对和处理难度大,受场地、时间等因素制约且不存在真实的船舶应急事故处理的训练现场(如主机起火与机舱进水等)。
如果能建立一套船舶机损事故案例虚拟仿真软件,用于船舶机损事故的案例教学和应急训练,使船员通过事故案例重演的方式从以往的机损事故中获得经验教训,以掌握船舶机损事故现场情况和应对处理流程,可以实现船舶应急情况分析和机损事故处理工作的高效化、科学化,这也说明了开发一套船舶机损事故虚拟仿真软件的必要性[2]。
【系统仿真学报】_船舶_期刊发文热词逐年推荐_20140723

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卡尔曼滤波 单水舱 协同反潜 半影 半实物仿真 切片理论 减摇效果 准两相流 内弹道模型 元模型 元对象设施 信息融合 信号量 作战仿真 低后坐力武器 人机耦合 人机系统 人机一体化 人工鱼群算法 人因学 亮度图 主鳍/襟翼鳍 α =β 配合控制 winsock vega uais模拟器 opnet matlab仿真 lmi iir陷波器 bayes估计
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
科研热词 远程控制与监测 近炸引信 趋近律 调速器 角色 船舶运动控制 船舶自动舵 船舶摇荡 船舶尾迹 船舶 舰艇协同 统一建模语言 系统仿真 硬件在环仿真 直接序列扩频信号(dsss) 滑模控制 海浪谱 测度 浅海声信道 水声对抗仿真 水声信道辨识 水动力系数 模糊控制 模糊函数 映射 方法评价 方向谱 数据模型 数值模型 散射特性 散射函数 控制器 抗干扰 平面运动机构 对抗器材性能预报 实用模型 复合误差 可扩展标记语言 反馈线性化 双尺度模型 冲击响应函数 兵力生成 仿真系统 主机 sar成像
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
现代航海技术发展及应用

现代航海技术发展及应用近年来,随着科技的发展,现代航海技术也在不断的更新迭代和应用。
现代航海技术包括卫星导航、雷达、自动化控制、通讯及信息技术、数学模型、光电探测等多个技术领域,这些技术的应用既可以提高航行安全和效率,也可以满足海洋生产和环境保护的需要。
在这里,我们将详细介绍现代航海技术的发展及应用。
一、卫星导航技术卫星导航技术是现代航海技术中最重要的一项技术。
目前应用最广泛的卫星导航系统是全球卫星导航系统(GNSS),包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的伽利略和中国的北斗卫星导航系统。
这些卫星导航系统可以提供全球覆盖的实时精准定位信息,使船舶在海上定位更加准确,提高了航行安全性。
二、雷达技术雷达技术可以探测海洋中的各种目标,如船舶、岛屿、礁石、浮标、浅滩等。
雷达可以通过无线电波探测目标位置、速度、方向等信息,提高了船舶在海上的安全性。
现代雷达技术还包括多普勒雷达、降水雷达、海浪雷达、地形雷达等多种类型,可以满足不同的海洋应用需求。
三、自动化控制技术自动化控制技术是现代航海技术的重要组成部分。
自动化控制系统通过数字化技术实现航行中的自动控制和监测。
例如,船舶自动驾驶技术、自动防撞技术、动力管理系统等,可以大大提高航行的安全性和效率。
四、通讯及信息技术通讯及信息技术是现代航海技术的另一个重要组成部分。
船舶通讯系统包括卫星通讯、电台通讯、无线局域网和局域网等多种类型。
信息技术可以通过数字化手段实现海洋信息共享和处理,例如航海信息管理系统、实时气象信息采集系统等,可以有效提高船舶的响应速度和处理能力。
五、数学模型数学模型是现代航海技术中的核心技术之一。
数学模型可以预测海洋环境和船舶在不同条件下的航行性能。
数学模型包括数值天气预报模型、波浪模型、水文模型和航线规划模型等多种类型,可真实反映海洋环境的变化和船舶的状态,为船舶提供科学的航行指导。
六、光电探测技术光电探测技术是近年来快速发展的一项技术,包括红外线探测、激光雷达、摄像头等多种类型。
【系统仿真学报】_驾驶模拟_期刊发文热词逐年推荐_20140724

推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1பைடு நூலகம்1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
2009年 科研热词 验证与评估 驾驶模拟器 速度模型 跨座式单轨 视频监控系统 视景模拟 虚拟场景 船舶远程控制 船舶航向与主机 系统动力学 疲劳测试 汽车动力学 汽车 模拟驾驶 智能行为 智能代理 换道冲突 协作型换道 动力学模型 列车仿真 分布式仿真 仿真同步 仿真 交通仿真模型 交织区 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
科研热词 驾驶员行为 车辆驾驶模拟器 虚拟现实 模拟驾驶系统 模拟器 机动性能 智能运输系统(its) 数据分析 城市 坦克 回归模型 分类规则 决策树 决策机制 信息熵 仿真 交通流 三维视景仿真 sas
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
科研热词 驾驶模拟器 驾驶训练 转向阻力矩 设计 行为仿真 虚拟现实 考评模块 物理引擎 模拟系统 方向盘交互 地形环境
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8
科研热词 推荐指数 硬件在环仿真平台 1 智能驾驶系统 1 嵌入式仿真 1 安全性评估 1 safety assessment 1 intelligent driving systems 1 hardware-in-the-loop simulation 1 platform embeded simulation 1
浅谈DP系统组成、使用及维护保养要点

—173—《装备维修技术》2021年第3期引言:上世纪60年代,首次出现DP 定位的概念,随着科技的不断进步,配套产品的不断升级换代,该理论已经日渐成熟,具有DP 定位能力的船舶也逐渐出现在海洋工程的各个领域,比较而言,我国DP 船舶出现的比较晚,但是在国家对海洋事业的重视及大力人力、物力投入的背景下,我国发挥后发优势,不断建造适用于不同用途的高性能DP 船舶,DP 船舶以其适用范围广、定位精度高、操控性优良、自航能力强等优点受到用户的青睐。
DP 定位系统对很多船员来说仍然是新事物,但从其组网形式来说并未与以往的大型PLC 系统有太大区别,系统以工业以太网为基础,将各设备互联并集中控制实现高度的自动化。
其维护也与大型PLC 系统类似,下面将分别阐述。
1 DP 船分类及其重要组成部分DP 船按照定位能力分类可以分为DP2、DP3等,不同类型DP 船的硬件组成及工作原理大致相同,广义的DP 系统主要由DP 操控系统、数据传输系统、定位传感器、发电供电系统、推进器系统等组成。
DP 操控系统:主要由DP 操作椅(K-Master Chair )、DP 操作电脑及软件组成,DP 操作椅集成了DP 操作手柄、推进器操纵手柄及其他与DP 操作相关的设备,为DPO 提供更加方便、适宜的工作环境,DP 操作员(以下简称DPO )可以通过分屏显示功能切换不同操作或显示界面,快速读取自己所关心的信息,如电站工作状态、推进器工作状态、DP 操作界面、定位传感器等信息。
DP 操作电脑(DP OS 站)作为DP 系统的中枢神经,是整个系统最为重要,最为核心的部分,内部安装有DP 操作系统逻辑及数学运算模型,其主机布置在DP 控制柜内,电脑显示信息则通过分屏显示设备显示在DP 操作椅屏幕上,系统采用冗余设计,使用UPS 为系统供电,提高了系统的安全性。
数据传输系统:DP 系统与K-chief 、K-Thrust 系统共同组成船舶的IAS(Integrated Automation System)系统,各分系统之间设备和网络共享,整个系统采用冗余设计,采取了抗干扰措施,大大提高了系统的稳定性,大量使用了如RS485、RBUS 等现场总线传输技术,大大提高了数据传输效率,降低了设备故障率,精简了设备体积,现场信号经RMP 、RDIOR 、RSER 等模块就近采集或发送,经RCU 处理后传入系统,定位传感器信号通过专用的DPC 机柜以NEMA 信号的形式传入系统,提高了信号传输质量。
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虚拟环境的船舶驾驶系统一、主题构想:《模拟航船2010》( Ship Simulator2010) ——多投影面环幕虚拟仿真的船舶驾驶系统1、立意我们生活在北方,每天,当晨曦即将滑过长夜之际,大地是如此的神秘和静谧。
而那对于大海和船,只是觉得好美的字眼、熟悉而又陌生的感觉……而航海生涯更是多少男人与女人的梦想,大海总是能给我们带来许多神秘感和向往!本设计就是通过虚拟仿真的船舶驾驶的形式,让人们和大海有亲密接触,让你在陆地上“开船”。
严格来说这并不是为娱乐性而设计的模拟游戏,而算是一个船舶驾驶训练模拟程式。
在这里提供最真实的驾船环境,来让各位实地执行操控,引航,等工作,并利用各种导航工具如GPS来帮助各位顺利到达目的地,才算是一个成功的驾驶人员。
此外程式支援滑鼠,键盘及摇捍,人们以使用最适合自己的操控方式来进入驾船的领域,享受开船的乐趣,何乐而不为呢。
2、目的综合利用了先进的计算机图形学、虚拟现实技术、自动控制理论、视觉仿真技术、人体工程学基于计算机平台构造出了一个具有高度真实感和实时性的虚拟现实系统。
该系统结构先进、功能齐备、运行稳定,仿真环境具有高度的真实感和实时性,是船舶仿真研究、培训、娱乐的理想平台,具有广阔的市场前景和应用推广价值。
3、方式是一款全新的模拟船舶驾驶系统。
人们将身任舵手,在惊涛骇浪中驾驶各种不同的航船,其中包括巨型货轮、油轮、拖船、豪华的游艇等八种类型,甚至还有一款“泰坦尼克号”,你在一个虚拟环境中将面对各种问题,并不停地解决问题,人们将深切感受到各种船只的操控性。
4、期待结果结合视觉仿真技术与人体工程学方面的知识,在模拟船舶驾驶系统中的应用,可以给真正热爱游艇驾驶乐趣的朋友无限欣喜,希望是fans最爱吧。
二、市场调研1、同类主题性分析(1)虚拟现实技术概述近年来,随着计算机、信息等高科技的迅猛发展,虚拟现实技术(VirtualReality)在工程领域(如汽车制造,虚拟社区等)、教育领域(如方程不定解,化合物分子结构显示等)、娱乐领域(如电脑太空旅游、3D动感游戏等)、医疗领域(如远程医疗,远程诊断等)和商业领域(如虚拟网上商城和产品动态展示等)等得到了越来越广泛的应用。
虚拟现实技术不仅是信息领域科技工作者和产业界的研究、开发和应用的热点,而且也是多种媒体竟相报道的热点。
虚拟现实是一种由计算机和电子技术创造的新世界,是一个看似真实的模拟环境,通过多种传感设备,用户可根据自身的感觉,使用入的自然技能对虚拟世界中的物体进行考察和操作,参与其中的事件,同时提供视觉、听觉、触觉等直观而又自然的实时感知,并使参与者“沉浸”于模拟环境中。
虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。
模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。
感知是指理想的虚拟现实环境应该具有一切人所具有的感知。
除计算机图形技术所生成的视觉感知外,还有听觉、触觉、力觉、运动等感知,甚至还包括嗅觉和味觉等,也称为多感知。
自然技能是指人的头部转动,眼睛、手势、或其他人体行为动作,由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据,并对用户的输入做出实时响应,并分别反馈到用户的五官.传感设备是指三维交互设备。
常用的有立体头盔、数据手套、三维鼠标、数据衣等穿戴于用户身上的装置和设置于现实环境中的传感装置,如摄像机、地板压力传感器、交互等。
(2)虚拟现实技术的广泛应用目前,虚拟现实技术己在娱乐、医疗、工程与建筑、教育与培训、科学和金融可视化等方面获得了广泛的应用,并有着良好的发展前景。
1)工程领域:虚拟环境下激发设计人员的想象力和创造力,设计过程直观、无需物理样机,大大缩短生产周期,节约成本,如波音777;虚拟社区、虚拟城市展示、房地产、城市规划等。
图1虚拟海上作战系统图2多投影面环幕虚拟城市展示2)教育领域:在科技研究,虚拟教学、虚拟实验等方面应用广泛。
人体模型、电脑太空旅游、化合物分子结构显示等应用,使学习过程更加丰富,从而能更形象地获取知识,激发想象力、提高学习兴趣。
3)商业领域:虚拟网上商城和产品动态展示等为现代电子商务提供了更方便有效的途径。
虚拟演播室的发展在更好的传递信息的同时,也产生了很大的经济效益。
4)娱乐领域:逼真的虚拟环境,以及各种交互手段的应用,给与用户很强的感官刺激,使人们能够享受其中的乐趣,带来更好的娱乐感受。
5)高难度和危险环境下的作业训练:如医疗手术训练的VR系统和对哈勃太空望远镜维修的地面训练等。
2、可行性分析提及互动娱乐,除了传统的互动娱乐产业,人们首先想到的是网络游戏。
网络游戏对娱乐的参与者来说依然是被动的,他的操作只是在程序员制定范围之内的"互动",同时参与者不但不能身临其境的沉浸于作品,也无法依照自己的意愿对作品进行改变或创造。
而虚拟现实不仅有实时的、逼真的、高解像度的场景,而且有一套复杂的交互感应设备,以此来实现人与环境的现实融合,并通过最自然的操作来完成输入输出,使场景更加逼真,自身能够参与互动,人们通过在这个由各种现实世界的复制品或者是纯粹幻想构建起来的世界里,通过语环境产生的互动,获得酷似真实的体验。
利用虚拟现实技术建立起来的虚拟实训基地,其“设备”与“部件”多是虚拟的,可以根据随时生成新的设备。
教学内容可以不断更新,使实践训练及时跟上技术的发展。
同时,虚拟现实的沉浸性和交互性,使学生能够在虚拟的学习环境中扮演一个角色,全身心地投入到学习环境中去,这非常有利于学生的技能训练。
由于虚拟的训练系统无任何危险,学生可以不厌其烦地反复练习,直至掌握操作技能为止。
多投影面环幕虚拟环境的船舶驾驶系统为虚拟现人机自然实交互技术的研究提供了一个很好的平台,并且其在娱乐和体育领域都有着广泛的应用前景,也为一种新型的娱乐方式提供一个具有实际应用价值的构想和思路。
例如:在虚拟的驾驶船训练系统中,学员可以反复操作控制设备,控制一艘那么大的船在港口里航行需要点技巧和耐心的,何况在转弯和航行时还需要注意躲避过往船只,注意力要高度集中。
学员们通过反复训练,达到熟练掌握驾驶技术的目的。
同时也能体会“驾船”的快乐。
因此,多投影面环幕虚拟环境的船舶驾驶系统的研究是一个可行的并且十分有意义的课题方向。
实现这二者的结合将构成一个完整的具有沉浸感、交互性的虚拟现实系统。
在此基础上再进一步进行复杂虚拟场景的构建,力反馈、位置反馈、触觉反馈等交互方式的研究和虚拟装配的研究等将能够实现更为全面和完善的虚拟现实系统,也为今后的研究工作和应用推广打下了一个良好的基础和铺垫。
3、技术分析多投影面沉浸式虚拟环境是一种能够为用户提供宽视场角,高分辨率、高质量三维立体图像的具有高度沉浸感和良好交互性的支持多用户的虚拟现实系统。
随着基于PC的多通道显示系统的出现,整个系统的造价大大降低,此类系统日渐受到广泛的关注和应用。
多通道大屏幕立体显示系统在虚拟样机工程、产品展示、教育培训、系统仿真和娱乐等领域展露出了强大的应用潜力。
该系统主要由投影系统、图形生成系统、网络通信模块、中央控制系统以及交互系统这五部分组成。
交互船只是属于交互系统的一部分。
实现该系统的虚拟漫游系统后,参与者将可以通过驾船的方式漫游虚拟场景,与虚拟世界产生交互,实现了交互形式的多样化,丰富了交互手段。
多投影面环幕虚拟环境的航船系统具有以下特点:●环幕立体显示,由5通道拼接,多个通道同步显示图像;●2200宽视场角演示环境,视场角宽,沉浸感好;●各个通道显示分辨率达到1024×768;●采用偏振光立体显示技术,使观察者获得较强的沉浸感;●基于PC的显示系统,成本低廉,易于维护与升级。
为了使大型环幕显示系统展现出逼真流畅的场景画面,让用户通过特定的交互方式体验身临其境般的沉浸感,系统必须能够实时生成高质量的场景画面。
其中的关键技术包括:一、各通道画面间(曲面)的无缝拼接、几何校正。
多通道系统用于显示同一场景时,各通道画面应彼此衔接,形成浑然一体的显示效果,给参与者一种自然流畅的宽视场角的视觉感受。
因此,多通道系统的底层支持软件必须提供通道自动配置功能,实现各通道视场角的无缝拼接和几何校正;二、通道阃的边缘融合。
为了使各个通道衔接自然,我们在进行视锥划分时各通道的画面有一些重叠,反应在实际中各个通道的衔接处会有来自两台甚至多台投影机的覆盖,从而形成一道“亮缝”。
所以在多通道系统的底层支持软件必须能够利用提供边缘融合的功能,消除通道间的亮缝;三、各通道间画面运动同步。
多通道系统在显示运动场景时,各通道画面的运动必须彼此同步,以实现协调一致的显示效果。
为此,多通道系统的底层支持软件必须提供各通道运行的画面帧同步机制;四、多通道画面的颜色均衡。
多通道系统用于显示同一场景时,多个投影器的颜色、亮度不一致会导致宽视场角画面的分片分段,使整体画面沉浸感不强。
因此,多通道系统的底层支持软件必须提供通道间显示画面的颜色一致性调整和亮度均衡功能,以保证整个场景的亮度均衡、颜色一致。
三、策划及脚本描述1、作品内容:(1)以虚拟现实技术为基础,综合运用了传感器技术、DSP控制技术、三维建模技术,采用了多线程,非阻塞的数据实时通讯技术,并通过立体显示等多通道交互技术实现了人在虚拟环境中的漫游。
(2)使参与者感受到与场景一致的航海的感觉,使参与者在由计算机构造的虚拟场景中获得了类似在真实环境中驾驶船的体验。
(3)具有完善的综合导航、自动操船、自动避碰、丰富的图形界面,实现船舶航行的自动化,提高了航行的安全性、经济性和有效性。
2、执行过程:(1)Creator和Vega简介Multigen Creator是一个高度专业化的工具。
它具有:仿真的画面是“实时”生成;仿真具有高度的交互性优势;仿真的帧频率一般是变化的优势;此外它还涉及OpenFliht模型数据库LOD、DOF等关键技术等等。
Vega是用于实时视觉模拟和虚拟现实应用的软件。
Vega面向非程序员的开发工具,一方面它通过建模软件Muhigen Creator生成场景中各种实体(OpenFlight格式),极大地减少建模的工作量,另一方面它通过图形用户界面Lnyx生成应用定义文件(ADF),通过C或者C++API函数来驱动场景中的物体,简化了视景系统的开发过程,缩短了开发时间,降低了对开发人员的要求。
同时Vega还提供了一些模块用于某些特定领域的仿真如海洋模块、雷达模块、特殊效果模块等。
(2)建模流程将AutoCAD所建好的模型经过图形格式的转化,导人Creator软件平台中,并在其上进行船舶模型的再造,建立虚拟人的模型,将建立修改好的模型导人Vega的图形式用户界面Lynx,然后利用VC++并结合Vega程序设计,建立应用程序,实现视觉仿真。