本文選題：船舶模擬器 + 體感模擬　； 參考：《大連海事大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：船舶模擬器作為船員的日常訓(xùn)練方式已經(jīng)被廣泛應(yīng)用,然而對于救助船這一特殊對象,由于其出航環(huán)境多處于惡劣海況,船舶搖擺運動劇烈,通用式的船舶模擬器并不能完全滿足訓(xùn)練要求,因此需要開發(fā)出一套針對救助船的模擬器。本文在這一項目背景下,本文對救助船模擬器開發(fā)的系統(tǒng)構(gòu)架、運行原理進行了研究。根據(jù)所執(zhí)行的任務(wù)將整個系統(tǒng)分為了四個功能子系統(tǒng),在此基礎(chǔ)上對系統(tǒng)中軟、硬件的開發(fā)工具、方法進行了研究,解決了關(guān)鍵技術(shù)問題,根據(jù)所取得的研究成果,開發(fā)出了一套基于運動平臺體感模擬的救助船模擬器原型機系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了通用船舶模擬器所要求的基本模擬駕駛功能,針對救助船的特殊性,還引入了特殊功能模塊,突破了傳統(tǒng)模擬器針對救助船存在的功能局限性。在系統(tǒng)構(gòu)架上,模擬器原型機系統(tǒng)采用分布式仿真的思想,將四臺不同功能的計算機在局域網(wǎng)內(nèi)連接,采用TCP/IP協(xié)議解決了系統(tǒng)各部分間數(shù)據(jù)通訊的問題,實現(xiàn)了系統(tǒng)各部分之間的協(xié)調(diào)運行。本文采用Vega Prime內(nèi)核與MFC類庫API相結(jié)合的方法,解決了視景軟件中圖形渲染、交互控制、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葐栴},在此基礎(chǔ)上提出了救助作業(yè)可視化仿真的方法,突破了救助船員模擬訓(xùn)練評價方式針對性不足的局限性；基于AVR單片機開發(fā)的操縱設(shè)備主控板,解決了操船數(shù)據(jù)采集處理與傳輸?shù)膯栴},實現(xiàn)了操縱設(shè)備對虛擬船舶的控制；采用引入六自由度平臺的設(shè)計方案,提供了模擬大風浪下船舶運動的工具,在軟件上基于UDP協(xié)議,解決了數(shù)據(jù)傳輸效率的問題,實現(xiàn)了船舶搖擺運動的實時復(fù)現(xiàn),彌補了傳統(tǒng)模擬器對于大風浪中操船環(huán)境模擬真實感的不足；此外,基于LabView庫函數(shù)與MFC類庫中封裝的GDI接口函數(shù),解決了虛擬儀表軟件與電子海圖軟件中船舶數(shù)據(jù)接收與實時顯示問題,實現(xiàn)了操船必要信息實時、準確地提供。通過系統(tǒng)應(yīng)用實驗的結(jié)果表明,本文開發(fā)的救助船模擬原型機系統(tǒng)能夠按照設(shè)計要求正常運行,驗證了所提出的系統(tǒng)構(gòu)架與開發(fā)方法的可行性。
[Abstract]:The ship simulator has been widely used as the daily training method of the crew. However, for the special object of salvage ship, because of the bad sea condition, the ship swaying is violent.The general ship simulator can not fully meet the training requirements, so it is necessary to develop a set of simulators for salvage ships.Under the background of this project, the system framework and operation principle of the salvage ship simulator are studied in this paper.According to the task, the whole system is divided into four functional subsystems. On this basis, the software and hardware development tools and methods in the system are studied, and the key technical problems are solved.A prototype system of salvage ship simulator based on motion platform simulation is developed.The system not only realizes the basic simulated driving function required by the general ship simulator, but also introduces the special function module according to the particularity of the salvage ship, which breaks through the limitation of the traditional simulator for the salvage ship.In the system framework, the simulator prototype system adopts the idea of distributed simulation, connecting four computers with different functions in the LAN, and using TCP/IP protocol to solve the problem of data communication between different parts of the system.The coordinated operation of each part of the system is realized.In this paper, the method of combining Vega Prime kernel with MFC class library API is used to solve the problems of graphic rendering, interactive control and data transmission in visual software. Based on this, a method of visual simulation of rescue operation is proposed.It breaks through the limitation of the evaluation method of rescue crew simulation training, the main control board of the control equipment based on AVR single chip computer solves the problem of data collection, processing and transmission of ship handling data, and realizes the control of the virtual ship by the control equipment.Using the design scheme of introducing six degrees of freedom platform, this paper provides a tool to simulate ship motion under heavy wind and waves. Based on UDP protocol in software, the problem of data transmission efficiency is solved, and the real-time reproduction of ship swaying motion is realized.It makes up for the deficiency of the traditional simulator to simulate the ship environment in the big wind and waves, in addition, based on the LabView library function and the GDI interface function encapsulated in the MFC class library,The problems of receiving and displaying ship data in virtual instrument software and electronic chart software are solved, and the necessary information for ship operation is provided in real time and accurately.The results of the system application experiments show that the prototype system of the salvage ship developed in this paper can run normally according to the design requirements, and the feasibility of the proposed system framework and development method is verified.
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U676.2

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4 王佳s

本文編號：1732435