基于VR的船舶应急电力系统的设计与控制

论文摘要

目前,VR技术已经发展成为我们研究和分析世界的有利工具,而结合了虚拟现实技术的虚拟仿真技术更是成为当前研究的热点。由于在传统的船舶电站仿真系统中存在缺乏沉浸感、人机交互性不强等不足,因此建立一个具有高沉浸感、完善交互功能的基于VR的船舶应急电力系统,是对于现有船舶电站模拟器有益的补充。本文阐述虚拟现实技术在船舶方面的应用现状,分析了目前利用虚拟现实技术的船舶仿真系统存在的不足,并结合自己的研究方向,完成了基于VR的船舶应急电力系统的设计与控制。本文首先对船舶应急电力系统进行了分析,接着采用SolidWorks 2006软件开发出三维场景模型,再利用3DS MAX对模型进行处理,然后在EON Studio下实现虚拟漫游,最后通过VC++6.0环境下的EonX控件程序来完成三维虚拟仿真系统,把虚拟现实技术和面向对象技术相结合,完成了虚拟环境下船舶应急发电机室虚拟漫游和实时交互控制系统的开发,并在此基础之上把虚拟现实技术与仿真技术（船舶电站模拟器）相结合,强化了数据交互。主要研究内容是:（1）三维场景模型的建立及优化,完成逼真的船舶应急发电机室虚拟场景。（2）应急发电机室场景的实时漫游,实现自动漫游和可控漫游两种漫游方式,并在漫游过程中实现不同漫游方式和不同观察视角的转换。（3）通过建立与船舶电站模拟器之间通信,实现虚拟应急配电板与船舶电站模拟器之间的互操作。一方面,通过接受电站模拟器发送的数据,来保持视景中虚拟急发配电板上设备的状态与船舶电站模拟器所模拟的相应设备的状态一致;另一方面,通过在虚拟应急配电板中进行相关的操作,来实现对船舶电站模拟器的控制。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 虚拟现实技术综述
• 1.3 虚拟现实技术的发展及在船舶方面的应用现状
• 1.3.1 国外的发展及在船舶方面的应用现状
• 1.3.2 国内发展及在船舶方面的应用现状
• 1.3.3 传统轮机仿真系统存在的问题
• 1.4 研究目的和意义
• 1.5 本课题研究的内容
• 第2章 船舶应急电力系统概述
• 2.1 船舶应急电力系统的组成
• 2.1.1 应急发电机组
• 2.1.2 应急发电机组的相关要求及操作规范
• 2.1.3 船舶蓄电池装置
• 2.2 应急发电机容量的确定
• 2.3 应急配电板电路功能
• 第3章 三维虚拟场景的创建
• 3.1 三维模型的创建流程
• 3.2 SolidWorks下的模型的建立
• 3.2.1 SolidWorks简介
• 3.2.2 SolidWorks下的建模过程
• 3.3 材质贴图的制作
• 3.4 3DS MAX下的模型处理
• 3.4.1 3DS MAX中模型的优化
• 3.4.2 3DS MAX中的贴图
• 第4章 三维虚拟漫游功能的实现
• 4.1 虚拟现实软件EON简介
• 4.1.1 EON技术简介
• 4.1.2 EON的优势及特点
• 4.1.3 EON程序设计
• 4.2 虚拟漫游的实现
• 4.2.1 导入3D模型
• 4.2.2 场景的修改
• 4.2.3 渲染品质的设定
• 4.2.4 碰撞检测技术
• 第5章 虚拟交互功能的实现
• 5.1 基于MFC框架下的漫游
• 5.1.1 基本框架搭建
• 5.1.2 EonX控件的注册
• 5.1.3 EonX控件的使用
• 5.2 EON与VC++之间的交互
• 5.3 基于UDP协议的网络交互
• 第6章 结论
• 参考文献
• 附录1 建模过程中的部分模型
• 附录2 部分贴图
• 致谢
• 研究生履历