面向对象的航海模拟器细节层次视景建模

视景建模是航海模拟器视景仿真研究的一个重点，复杂的三维航海场景建模和三维数据的管理是航海模拟器视景仿真中必须解决的问题，它是航海模拟器视景仿真成功与否的关键所在，为引提出了一种面向对象的航海模拟器三维视景模型的细节层次数据结构，讨论了基于这种数据结构的实时视景仿真系统的实现。     

航海模拟器视景的研究

在对ＯｐｅｎＧＬ所采用的坐标系及各种变换作了详细地分析和论证的基础上，就建立航海模拟器视景显示过程中的模型视变换阵进行了捻地，对ＯｐｅｎＧＬ采用的透视投影变换及透视投影变换阵作了细致地分析与推导，并由此对正确设置视见体参数提出了具体的建议。     

航海模拟器中星空视景的建模与仿真

为了完善航海模拟器视景库,提高三维视景的逼真度,在视景系统中添加对星空天体运动的仿真.采用FK5星表数据进行数学建模,以航海模拟器中实时获取的系统时间和观测经纬度为参数,计算天体在第二赤道坐标系中的位置;根据球面天文学的知识,进行坐标转换,获得天体相对于观测者所在空间直角坐标系中的坐标;由太阳和月球间的相对位置决定月相,利用得到的计算结果进行星空视景的绘制,并将程序集成到航海模拟器视景系统中,实现场景漫游.仿真结果表明,该方法实现的星空视景符合航海模拟器的精度要求和虚拟场景中漫游的实时性要求.     

航海模拟器中的视景系统

从航海模拟器对视景系统的基本要求出发,对在选择航海模拟器视景系统的软硬件开发平台时首先要考虑的因素,例如分辨率、更新速率、水平视场角、视景的复杂程度、真实感及图像质量等作了详细分析,提出了具体指标和现阶段一些切实可行的措施,这些指标和措施已成功地应用于“大型船舶操纵模拟器”中,获得国内外同行的一致好评,事实证明这种选择是正确的。     

航海模拟器视景中本船船首图形的绘制

根据图形系统软硬件平台的不同,分析了航海模拟器中本船船首图形显示的特点,提出了基于Overlay、Stencil buffer、Z buffer 和几何绘制四种本船船首图形的绘制方法,对前三种方法的绘制步骤和波理源的处理也作了具体的介绍。用这三种方法绘制的船首图形图像逼真,真实感强,而且仅需绘制一次,大大提高了画面的更新速率,可用于图形硬件平台比较低的视景系统中。     

航海模拟器视景中夜景和雾景研究

详细介绍了航海模拟器视景中夜景和雾景生成的一般方法,并首次对夜景中灯光的能见距离以及雾景的能见距离作了定量分析,提出了保证图形显示准确性的方法,所得出的理论和方法应用在交通部重点科研项目“多功能航空高安全仿真系统”中,取得了令人满意的效果。     

航海模拟器视景系统中山形模拟的分形插值算法

将分形这样一个描述非规则对象的有效手段运用到具体的应用当中,将分形插值方法同物体的多边形表示法相结合来构造航海模拟器视景中山脉的多边形和顶点数据,这样既保证了系统的实时性要求,又使得所生成的景物具有较高的复杂度和真实性,并给出了具体的实现方法和步骤。     

航海模拟器的功能

《从STCW 78／95公约》对航海模拟器的要求出发，结合近年来在模拟器教育培训中的实践，分析航海模拟器中尚不完备的功能，提出一些可以进一步提高航海模拟器性能的设想，使功能完备的航海模拟器以满足包括BRM在内的各种船员培训的要求，更好地为航海教育和科研服务。     

航海模拟器中DCPA TCPA的算法

介绍ＤＣＰＡ,ＴＣＰＡ含 给出不同坐标系统船舶状态的相互转换关系,在此基础上提出一种通用快速求解ＤＣＰＡ,ＴＣＰＡ的算法模型,该算法已应用于航海模拟器中,运行可靠。     

航海模拟器研发设计之探讨

航海模拟器从开始利用以来,从当初的小型单功能模拟器发展到今天的大型操纵模拟器,对模拟器的使用也从纯粹的教学发展到今天的在通航评估、工程论证等工程项目中发挥了重要的作用.回顾国内模拟器发展的同时介绍了挪威KONGSBERG公司Polaris大型船舶操纵模拟器系统,研究其在设计上的优点,参考STCW马尼拉修正案对船舶操纵模拟器提出的新要求.探讨模拟器今后的研制方向,并就船舶操纵模拟器的研制提出粗浅意见.     

STCW公约与航海模拟器的发展

STCW78/95修正案与原STCW公约相比，较大篇幅地增加了模拟器使用的有关规则，无疑这将对航海模拟器的发展起到推动作用，航海模拟器的发展既受到各种技术发展的影响，也深受相关条约的制约，为此从STCW78/95公约对航海模拟器的相关规定出发，阐述条约的实施对航海模拟器发展带来的影响。     

轮机模拟器船舶柴油机改进的仿真软件

介绍轮机模拟器船舶柴油机改进的仿真软件.首先,对6S60MC柴油机工作过程数学建模,包括气缸、涡轮增压器、空冷器、扫气过程和排气过程等;其次,采用一种改进的方法计算排气过程,在满足计算精度要求的同时,缩短工作过程仿真的计算时间;第三,计算柴油机各缸的主要工作参数,比如,示功图P-ψ,P-V和T-ψ,dQ/dψ-ψ,dx/dψ-ψ等曲线图,以及扫气空气系数、残余废气系数、燃烧室壁温等参数;第四,软件有许多故障设置,以训练学生或学员判断故障的能力;第五,软件还有报警参数等.     

高仿真度的DMS-2000型船舶机舱模拟器

给出研制的采用虚拟现实技术的DMS-2000型轮机模拟器的总体结构、配置和系统功能.综合应用三维图形、VGA墙显示系统和分布式仿真技术,并采用大量高精度的仿真模型有助于提高DMS-2000轮机模拟器的仿真性能.本模拟器可进行典型船舶机舱的常规操作、应急工况或高级培训等各种操作训练.     

航海模拟器中船体三视图反演模型的CAGD算法

针对船舶的外形设计与模拟，提出一种由三维实体的三视图反演其表面网格，拟合出多组截面曲线，进而对实体表面网格进行处理，生成样条曲面的算法，该算法已形成相应软件，实用有效。     

吊舱推进船舶运动数学模型及其在航海模拟器中的应用

应用MMG分离建模思想,建立配备吊舱推进器的半潜船四自由度运动数学模型,利用回归公式估算POD桨的推力和扭矩,用经验公式估算伴流分数和推力减额.在航海模拟器中,通过硬件信号控制POD桨的转速和旋转角度,并将其传输给船舶运动数学模型模块,采用四阶龙格—库塔法积分求解船舶运动微分方程组,获得实时船舶运动态势,再将其传递给航海模拟器中的其他模块,实现人—机交互.以半潜船“泰安口”为例,建立POD桨的水动力性能数学模型以及半潜船的运动数学模型.与实船海试试验结果比对,不确定度在20％以内,能够满足航海教学培训和工程论证需要.     

虚拟现实技术在轮机模拟器中的应用

将虚拟现实技术引入轮机模拟器,给出应用wTK和VRT虚拟环境生成系统生成的虚拟机舱和虚拟主机;提出利用虚拟拆装来代替实物拆装的新思路.