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《交互式虛擬船舶訓(xùn)練平臺的研制與開發(fā)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、學(xué)校代碼：10286分類號：TP23密級：公開UDC：621學(xué)號：150315工程碩士學(xué)位論文交互式虛擬船舶訓(xùn)練平臺的研制與開發(fā)（學(xué)位論文形式：應(yīng)用研究）研究生姓名：李鎮(zhèn)宇導(dǎo)師姓名：帥立國李興林申請學(xué)位類別工程碩士學(xué)位授予單位東南大學(xué)工程領(lǐng)域名稱機械工程論文答辯日期2018年6月7日研究方向嵌入式設(shè)備學(xué)位授予日期2018年月日答辯委員會主席王玨評閱人Y201801196AY201801196B2018年6月7日碩士學(xué)位論文交互式虛擬船舶訓(xùn)練平臺的研制與開發(fā)專業(yè)名稱：機械電子工程研究生姓名：李鎮(zhèn)宇導(dǎo)師姓名：帥立國校外導(dǎo)師：李興林D
2、EVELOPMENTOFINTERACTIVEVIRTUALSHIPTRAININGPLATFORMAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYLIZhen-yuSupervisedbyProf.Shuai-liguoandLIXing-linSchoolofMechanicalEngineeringSoutheastUniversityJune2018摘要摘要船舶訓(xùn)練平臺是以水上適應(yīng)性為目的的實景仿真訓(xùn)練裝置，兼
3、具船員訓(xùn)練和娛樂游戲等功能?，F(xiàn)有的船舶訓(xùn)練平臺技術(shù)上多采用計算方法實現(xiàn)船體的運動仿真，通常難以真實模擬船舶姿態(tài)，其視場也往往是計算機仿真模擬，并非實景影像的再現(xiàn)，實際應(yīng)用的滿意度多存在一定不足，難以滿足高端訓(xùn)練項目特別是海員訓(xùn)練的要求。課題對常規(guī)的商船海員適應(yīng)性訓(xùn)練和游戲娛樂產(chǎn)業(yè)等具有重要價值，對于我國現(xiàn)代化海軍建設(shè)亦具有重要意義。海軍是我國國防力量的重要兵種，也是我國海疆安全和人民幸福的重要保障，其綜合實力的提升不僅需要先進的軍事裝備，更需要一流的海軍士兵，課題項目有望以低廉的成本實現(xiàn)海軍士兵的選拔和日常的適應(yīng)性訓(xùn)練。課題在融
4、合慣性傳感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建了交互式虛擬船舶訓(xùn)練平臺，研究內(nèi)容主要包括：1)方案設(shè)計。針對現(xiàn)有船舶訓(xùn)練平臺存在的問題并結(jié)合船舶運動特特征，給出系統(tǒng)性能指標(biāo)以及功能需求。根據(jù)設(shè)計指標(biāo)和慣性導(dǎo)航原理，對系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)和軟硬件進行了方案設(shè)計，確定了卡爾曼濾波的歐拉角解算算法為本文的姿態(tài)解算算法。2)機構(gòu)設(shè)計。根據(jù)設(shè)計指標(biāo)，對本設(shè)計機械結(jié)構(gòu)的材料、尺寸以及關(guān)鍵零部件進行了設(shè)計、選型和校核。同時，對系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)進行了運動學(xué)分析，結(jié)果表明能夠滿足設(shè)計指標(biāo)。3)軟硬件設(shè)計。根據(jù)系統(tǒng)功能需求，對各個模塊進行了硬件搭建和軟件
5、編寫。其中，數(shù)據(jù)采集模塊實現(xiàn)了傳感器數(shù)據(jù)的采集、處理和傳輸；服務(wù)器實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸和保存；平臺控制模塊實現(xiàn)了對船舶訓(xùn)練平臺的運動控制；VR眼鏡實現(xiàn)了全景AR視景系統(tǒng)的運行。4)系統(tǒng)測試。針對系統(tǒng)的各個方面進行了多項實驗，包括傳感器數(shù)據(jù)精度實驗、系統(tǒng)模塊間通信實驗以及平臺控制性能實驗?，F(xiàn)場實驗表明，本課題的交互式船舶訓(xùn)練平臺能夠真實的再現(xiàn)航海船舶的姿態(tài)和視景環(huán)境，可滿足水上適應(yīng)性訓(xùn)練，特別是高端訓(xùn)練項目如海軍士兵和商業(yè)海員的實景訓(xùn)練需求，并滿足游戲娛樂行業(yè)的交互式體驗的需求。關(guān)鍵詞：船舶訓(xùn)練平臺；慣性傳感；虛擬現(xiàn)實；全景ARIAbs
6、tractAbstractTheshiptrainingplatformisapracticalsimulationtrainingdevicewiththepurposeofwateradaptability.Ithasthefunctionsofcrewtrainingandentertainmentgame.Moreoftheexistingshiptrainingplatformtechnologyusesthecalculationmethodtorealizethemotionsimulationofthehull.
7、Itisoftendifficulttosimulateaship'sposture.Thefieldofitsviewisalsooftencomputationalsimulation.Itisnotthereappearanceoftherealimage,thesatisfactionoftheactualapplicationisnotenough,anditisdifficulttomeettherequirementsofthehigh-endtrainingprogram,especiallythetrainin
8、gofseafarers.Thesubjectisofgreatvaluetotheroutinetrainingofmerchantseamenandthegameentertainmentindustry,anditisalsoofgreatsignific
