文档介绍：厦门大学
硕士学位论文
基于虚拟现实技术船舶姿态与航线仿真系统设计与实现
姓名:唐承华
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:蔡建立
20080501
摘要的问题。为此,人们对海上船舶运动控制进行了一系列的探索,而随着电子计算机技术的迅猛发展,使我们采用虚拟现实技术来对船舶海上运动姿态和航线进行研究提供了有效手模拟,首先,本文论述了船舶发展概况,介绍了仿真应用中采用的视景仿真技术、三位建再次,为构建逼真的虚拟海上环境,本文着重对海浪算法进行了较详尽的分析与设计,使之产生带卷浪的效果,随后对该两种算法的优劣进行了比较。最后,对船舶运动整体模型进行了简要分析,着重对分离型船舶运动算法模型:进行了较详细分析和探讨,尤其对该算法所涉及参数计算问题给出了相应的计算方程。随后本文依据P停岢隽艘惶紫低撤抡嬲褰饩龇桨覆⒏龃霸硕颂凳毕允关键词:虚拟现实技术;籑如何实现船舶姿态和航线控制,使之安全准时到达目的港口,成为人们迫切需要解决段。本文正是基于虚拟现实技术以实现海上特别是深海域内船舶姿态与航线的仿真显示模技术、动画生成技术和实时视景生成及显示技术,概括了虚拟现实技术的发展历程和方向。其次,本文对系统建立的软件平台工具进行了较详细分析。在系统建立过程中,应用砑腥负味韵蠼#胮进行纹理加工,进而产生逼真的船体模型。,故对等进行了简要的说明,而对蚣芙辛讼晗傅姆治鲆云谖O低晨7做好充分的准备。提出采用正余弦波叠加生成算法、ザP土街炙惴ú⒍院笠恢炙惴ń辛烁慕结果。
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声明人┧锴跏甏踉厦门大学学位论文原创性声明兹呈交的学位论文,是本人在导师指导下独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考的其它个人或集体的研究成果,均在文中以明确方式标明。本人依法享有和承担由此论文产生的权利和责任。
导师签名啤H掌冢骸!文昝鞴堋H作者签名:嘉寿啤厦门大学学位论文著作权使用声明日期:知孑年朋;⒉槐C∽本人完全了解厦门大学有关保留、使用学位论文的规定。厦门大学有权保留并向国家主管部门或其指定机构送交论文的纸质版和电子版,有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅,有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索,有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。本学位论文属于⒈C年解密后适用本授权书。朐谝陨舷嘤ê拍诖颉啊/
第一章引言项目背景及课题来源船舶发展历史回顾自古以来,人类文明的进步与海洋运输密切相关,水运是世界各国进行商品贸易最有效最经济的手段。水能载舟,亦能覆舟。海上行船充满了风浪礁雾等丛丛危险,为此,如何实现船舶姿态和航线控制,使之安全、准时到达目的港口,成为人们迫切需要解决的问题。我院在承担国家“诠こ桃幌钅恐校庋兄迫执霸硕刂品抡嫦低常吹机仿真、双机仿真和物理仿真。单机仿真是在一台计算机上同时运行船舶运动数学模型和控制器的算法,是一种纯计算机数字仿真。因为该方法操作简便、成本低,已成为研究船舶运动控制仿真的有效手段,为此深受广泛青睐。可以说,人们对船舶的运动控制可以追溯到年前的远古时代,那时祖先们用短木片划水控制船前进及回转,随后实现用一排或几排双浆进行操纵,因此发明了橹,是浆与舵的综合体,它使船的操纵变的更加有效。风帆约于年前发明,使船的载重量和航程极大地提高。置于船尾的舵大约出现在年前,距今昵叭嗣且涯芙ㄔ於喔帆船,年郑和下西洋船队中最大的船可以达九杆十二帆。西欧此后攴侥芙ㄔ炝杆或三杆帆船,称为闏做环球探险航行即乘此类船。进入世纪产业革命以来,大量采用由发动机驱动的螺旋推进器,所产生几千甚至几万马力的功率使船能以十几甚至二十多节的速度前进。而就在昵埃卸η牟俣孀爸盟生的巨大转矩能使船以一每秒的角速度回旋而达到转向和航向保持协调的目的。年,舵螺罗经被广泛用于船舶导航,使航向测量精度达到的量级,为自动操舵仪的产生创造了条件;随着年流体力学的发展,掌握了船体、浆、舵产生流体动力的机理,为建立船舶运动的数学模型提供了坚实的基础厦门大学硕士学位论文
船舶海上运动概述仿真概述“用能代表所研究系统的模型做实验一。年,斯普瑞特砸徊浇ā胺抡嬉灰欢为海上安全行船提供更可靠的保障,人类对船舶运动的优化控制进行了一系列的探索。众周所知,船舶在海上的运动非常复杂,其运动常常可以分解为前进、漂移、起伏种平移运动和横摇、纵摇、转向肿6个自由度,在这种耦合运动中船和周围流体之间产生了关联惯性力和黏性力。此外,外界的风力、海流和潮汐等干扰力使船舶运动处而且其通过海浪而对船产生的间接影响可以看成是随机过程的附加动力,浪造成船首向其他自由度上的高频振荡,海流产生船舶运动上的侧面漂移;从运动控制上看,浆