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基于模拟器的船舶航行性能虚拟测试系统
2010年3月16日    评论:    分享:

    来源:北京航天测控技术开发公司

    来源: 北京航天测控技术开发公司

  用于航海模拟器的仿真模型既要简单以满足实时性的要求,又要有足够的精度以满足测试精度的要求,通过操纵运动与波浪诱导运动的叠加来模拟船舶在波浪上的运动。操纵运动通过求解基于水动力分析的运动微分议程得到,仅考虑二阶波浪力对操纵运动的影响。船舶在不规则波上的运动响应简化为许多规则波上运动响应的叠加。

  虚拟现实的实现主要有两种方法:一种是以OpenGL为主的虚拟现实。以OpenGL为基础建立虚拟环境,以VC为开发环境,Matlab为控制系统辅助建模工具。另一种是以VRML为主的虚拟现实。用Autocab或3dmax建立系统外观结构模型,存为VRML文件。用VRML中的传感器实现人机交互。用Matlab/Simulink模拟系统运动和控制规律,用Matlab/Simulink的VR工具与虚拟现实交互。前一种方法处理问题速度更快,功能更强。

  显示系统主要有主动和被动两种立体成像技术。主动立体采用主动立体眼镜,价格昂贵且比较沉重,其频繁开关闪烁会引起眼睛不适,另外主动立体显示输出光线的利用率很低;被动立体的原理是先将图像输出到信号分转设备,再连接到多台有立体显示功能的投影机输出到屏幕。被动立体采用偏振立体眼镜,观看图像时不会产生闪烁现象,且亮度利用率较高。其不足之处是要求具有圆周偏振的屏幕,另外多投影机的边缘融合难度较大。相对而言,被动立体更适合航海模拟器。

  海洋环境模拟中,整个海洋表面被划分为很多网格,基于LOD(Level of Detail)技术,每个网孔具有不同的分辩率,通常离观察者近的地方保持较高的分辩率,随着距离的增加,分辩率线性减少。海浪生成的方法较多,将海浪生成模型嵌入Vega Prime仿真开发平台,即可生成要求的海浪效果。分布式渲染技术是多通道同步渲染的关键技术,目的是使应用程序保持场景一致地跨过多个通道,一个分布式系统通常由一个主应用程序和该应用程序的一个或多个实例组成。(范佘明)

 

标签:模拟器船舶航行测试
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