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基本信息

項目名稱:
船舶調距槳虛擬現實仿真系統的研究與開發
小類:
機械與控制
簡介:
隨著國際航運業的發展和現代船舶自動控制技術的不斷提高,可調距槳推進裝置的應用越來越廣泛,對船舶管理人員的技術要求也越來越高,船員培訓大綱也逐步把調距槳的培訓列入到要求中來。在此背景下,本作品以某校的實習船為母型船,通過對母型船變距槳控制系統的深入研究,以虛擬現實技術為基礎建立了母型船變距槳裝置以及其控制系統的三維模型,對船員培訓具有很好的指導作用。
詳細介紹:
傳統的船舶輪機仿真中,一般只建立船舶電站、集控臺、駕控臺以及主機等設備的模擬仿真,但是隨著國際航運業的發展和現代船舶自動控制技術的不斷提高,可調距槳推進裝置的應用越來越廣泛,對船舶管理人員的技術要求也越來越高,船員培訓大綱也逐步把調距槳的培訓列入到要求中來。在此背景下,本作品以某校的實習船為母型船,通過對母型船變距槳控制系統的深入研究,以虛擬現實技術為基礎建立了母型船變距槳裝置以及其控制系統的三維模型。以微軟(Microsoft)公司的VisualStudio.NET作為仿真軟件的開發平臺,利用XNA為研發工具,并與實際的變距槳模型建立通訊,實現了模型與實物的同步操作,對船員培訓具有很好的指導作用。

作品圖片

  • 船舶調距槳虛擬現實仿真系統的研究與開發
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作品專業信息

設計、發明的目的和基本思路、創新點、技術關鍵和主要技術指標

目的:以虛擬現實技術為基礎建立某母型船變距槳裝置以及其控制系統的三維模型,對船員培訓具有很大的幫助。 思路: 采用“模型—視圖—控制器”框架結構設計圖形用戶界面,選取.NET開發平臺作為仿真軟件的開發環境,結合母型船的實際數據建立模型,并用實際數據驗。 指標: 基于虛擬現實三維仿真技術,建立船舶調距槳及其控制系統的模型,采用SE控制系統與實際的模型建立了通訊,實現模型與實際物體的同步動作。

科學性、先進性

科學先進性:作品基于XNA動畫技術建立變距槳的三維模型,采用SE2000控制系統與實際的模型建立通訊,實現了三維模型與實際物體的同步動作。由于采用了三維高精度仿真技術,可以在課堂上對船員進行講解培訓,克服了傳統培訓中的地點受約束、操作受限制的缺點。三維動畫模型也使變距槳在動作過程中槳葉的螺距值隨液壓油的流動以及電磁閥的動作關系清晰的展示出來,克服了傳統培訓中學員對變距過程認知不清楚的難點,達到培訓的要求。

獲獎情況及鑒定結果

作品所處階段

實驗室階段

技術轉讓方式

作品可展示的形式

模型、現場演示、照片

使用說明,技術特點和優勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測

本作品作為船員培訓及相關專業的教學、實驗研究使用,具有高度仿真度和適用性,價格相對國外同類產品較低,相對國內產品具有無法比擬的技術優勢,具有很好的市場前景。

同類課題研究水平概述

國外對船舶輪機系統仿真自80年代起就已開始,由于受到當時計算機技術的限制,整個船舶的數學物理模型較為簡單。90年代以來,隨著計算機技術的發展,整個仿真系統的網絡和工作站都有了很大的進步,其中NORCON公司已率先研制出相關仿真系統。 我國輪機模擬器的研制起步較晚、條件差,但研究起點高、發展很快,國內具有代表性的輪機模擬器研制單位有大連海事大學、上海海事大學和武漢理工大學。 但是目前國內外輪機模擬器主要是對發電機、主柴油機及其輔助動力系統等主要系統建立全功能仿真模型,而對可調距槳及其控制系統的三維仿真則比較少,即使有仿真也是在數據上進行模擬,沒有虛擬出一個整體的模型來進行模擬。本作品在前人仿真數據的基礎上利用虛擬現實技術建立了調距槳及其控制系統的三維模型,同時為了達到海事機構對船員培訓的要求,作品還可以與實際的調距槳系統進行通信,達到模型與實物相同步的效果,克服了很多培訓過程中的難題,大大提高了培訓的效果,對于教學來說提供了很大的幫助。 本作品相對國內產品具有無法比擬的技術優勢,具有很好的市場前景。
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