高品质航海模拟器及其开发平台系统

    公开(公告)号:CN100561543C

    公开(公告)日:2009-11-18

    申请号:CN200610155895.1

    申请日:2006-12-29

    Abstract: 高品质航海模拟器及其开发平台系统属于航海教学与培训技术领域。本发明由船舶运动数学模型、仿真驾驶台及设备、视景系统三部分组成,以微机集群为基础,采用分布式交互仿真、计算机成像、立体视觉、几何校正及边缘融合技术,主本船和副本船都配备视景系统的体系结构,具有6自由度高精度数学模型的全任务航海模拟器;系统为每一个仿真对象建立船舶运动数学模型,采用计算机集群、多通道柱幕投影生成能达到360°的大视场角视景,操船者通过视景提供的视觉信息以及驾驶台中各种仿真仪器提供的航行信息,操纵车、舵等操船设备,达到教学培训或科学试验等目的。主要应用于教学培训、科学试验、港口和航道工程论证、船舶特殊操纵方案评估等。

    一种用于航海模拟器视景系统的助航灯光实时仿真方法

    公开(公告)号:CN101577060A

    公开(公告)日:2009-11-11

    申请号:CN200910012145.2

    申请日:2009-06-19

    Abstract: 本发明公开一种用于航海模拟器视景系统的助航灯光实时仿真方法,包括如下步骤:1)确定视景系统的显示参数,并计算单位体积助航灯光的可见距离;2)根据单位体积的助航灯光可见距离构造灯塔、灯浮和灯桩的发光体;3)按照海图标注的助航灯光闪烁规则对灯塔、灯浮和灯桩发光体的闪烁时间及间隔进行控制;4)按照国际海上避碰规则对船舶航行灯的可见范围进行计算与显示,实现航海模拟器视景系统助航灯光的实时仿真。本发明的有益效果是:本发明用于在航海模拟器的视景系统中,对各种助航灯光进行仿真,使其符合国际STCW78/95公约等国际海上避碰规则对航海模拟器的视景部分的相应要求,增强航海模拟器仿真的物理真实感。

    提高水下机器人自航对接瞬态运动预报的数值方法

    公开(公告)号:CN110298134B

    公开(公告)日:2022-10-11

    申请号:CN201910605451.0

    申请日:2019-07-05

    Abstract: 本发明提供一种提高水下机器人自航对接瞬态运动预报的数值方法。本发明方法,包括:建立水下机器人自航对接几何模型,包括水下机器人模型和对接结构模型;将构筑完成的模型导入网格划分软件中,建立适合流场运动方向的网格拓扑结构;建立满足稳态求解精度和效率的混合网格系统,根据不同的流场区域设计不同类型的网格,得到网格模型;通过流体分析软件组装水下机器人自航对接几何模型和网格模型,定义各流场区域的运动形式,通过编写和设置模拟水下机器人自航对接过程的用户自定义函数,模拟螺旋桨高速旋转运动,模拟水下机器人自航对接的过程。本发明能真实再现操纵运动的响应,对操纵运动进行实时预报,提高安全操纵范围和评估,提高载体作业的安全性和成功率。

    一种快速实时烟雾模拟算法

    公开(公告)号:CN107341849B

    公开(公告)日:2020-03-10

    申请号:CN201710565854.8

    申请日:2017-07-12

    Abstract: 本发明公开了一种快速实时烟雾模拟算法,根据粒子位置,在整个计算空间创建八叉树;从下至上遍历八叉树,计算八叉树中每一节点的总质量ρ和中心质量ρc,每一个粒子从上至下遍历八叉树来计算它的受力,更新粒子的速度和位移,获得实时的烟雾效果。本发明通过自适应八叉树算法,成功地将烟雾的涡粒子计算复杂度从O(N2)降至O(N log N)量级,有效地减少了计算量,加快了求解速度。本发明在104量级的粒子数情况下,计算速度比单纯的直接求和计算大约提高了1.85倍。在更多的粒子数的情况,计算速度会比直接求和更快。

    一种航海模拟器模拟船冰交互过程的海冰计算方法

    公开(公告)号:CN107065597B

    公开(公告)日:2019-10-01

    申请号:CN201710368913.2

    申请日:2017-05-23

    Abstract: 本发明公开了一种航海模拟器模拟船冰交互过程的海冰计算方法,即根据当前海况信息将海冰计算具体划分为破冰计算模块和刚体运动模块,然后对破冰过程中的海冰力、海冰碎冰形状及海冰运动状态进行计算分析,生成的结果传入船舶运动模型以及冰区视景系统。本发明弥补了航海模拟器中海冰计算方法的空白,将半无限平面弹性地基理论、楔形梁结构以及能量守恒理论应用于相对应的模块中,计算了碎冰形成条件、破冰弯曲应力、碎冰能量分布及运动状态。本发明可以在航海模拟器冰区仿真视景中很好的表现海冰物理特性,而且作为船冰交互过程可视化的物理基础,可以逼真对破冰过程进行动态模拟,并为船舶运动模型提供可靠的海冰受力反馈。

    一种航海模拟器模拟船冰交互过程的海冰计算方法

    公开(公告)号:CN107065597A

    公开(公告)日:2017-08-18

    申请号:CN201710368913.2

    申请日:2017-05-23

    Abstract: 本发明公开了一种航海模拟器模拟船冰交互过程的海冰计算方法,即根据当前海况信息将海冰计算具体划分为破冰计算模块和刚体运动模块,然后对破冰过程中的海冰力、海冰碎冰形状及海冰运动状态进行计算分析,生成的结果传入船舶运动模型以及冰区视景系统。本发明弥补了航海模拟器中海冰计算方法的空白,将半无限平面弹性地基理论、楔形梁结构以及能量守恒理论应用于相对应的模块中,计算了碎冰形成条件、破冰弯曲应力、碎冰能量分布及运动状态。本发明可以在航海模拟器冰区仿真视景中很好的表现海冰物理特性,而且作为船冰交互过程可视化的物理基础,可以逼真对破冰过程进行动态模拟,并为船舶运动模型提供可靠的海冰受力反馈。

    一种基于STL模型的船舶任意浮态计算方法

    公开(公告)号:CN105825061A

    公开(公告)日:2016-08-03

    申请号:CN201610153649.6

    申请日:2016-03-17

    CPC classification number: G06F19/00

    Abstract: 本发明公开了一种基于STL模型的船舶任意浮态计算方法,包括如下步骤:按照“常规法”计算船舶船中吃水TM、横倾角正切值tanθ及纵倾角正切值;根据船中吃水、横倾角及纵倾角确定倾斜水线面的方程;计算水线面下的船体排水体积V及浮坐标(XB,YB,ZB);计算固定坐标系下的船舶重心坐标(X′G,YG′,Z′G)及浮心坐标(XB′,YB′,ZB′);判断浮态方程组是否满足平衡条件;如果不满足,则进行艏艉吃水及横倾角三参数迭代计算。本发明基于STL模型计算船舶任意装载状况下的浮态,提出了三参数迭代方法,能同时计算船舶的横倾和纵倾,适用于船舶任意浮态,提高了计算精度。本发明减少了计算量,只需计算出船舶任意浮态下的排水体积及浮心,程序健壮稳定。

    一种航海模拟器场景中海冰动态建模方法

    公开(公告)号:CN103679803B

    公开(公告)日:2016-07-06

    申请号:CN201310643819.5

    申请日:2013-12-03

    Abstract: 本发明公开了一种航海模拟器场景中的海冰动态建模方法,包括以下步骤:基于四叉树空间划分技术动态管理整个海冰场;确定海冰模型状态;对于单体可破海冰模型进行动态碎冰建模。本发明将四叉树技术应用于重复模型的场景管理中,因为海冰模型的生成、破碎、消融、冻结,非常适合属性结构的存储,而且整体海冰面可以看成为单层,这就使得没必要应用更为复杂的八叉树来管理三维场景,对后续的破碎、冻结和消融等动态过程起到了前期简化的作用,这对这视景系统的实时性有了很大的提高和优化。本发明将Voronoi图算法经优化加入应用于海冰动态建模,目的使其在发生船冰碰撞时,形成破碎模型相对逼真的符合现实自然情况,增强了海冰破碎的真实感。

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