航海模拟器

摘要： 航海模拟器已经被广泛应用到了船员的实操技能培训与评估考试中,受教练员人数与条件的限制,在日常操纵训练过程中进行自动化评估对于提高培训质量具有重要的意义。但是,传统训练过程中,对于学员的操纵水平的评估只注重结果,只能给出简单的分数或等级,对于其操纵全过程难以进行正确评估与跟踪指导,不能完整地反映出学员对不同操纵过程中的关键步骤的熟练掌握程度,因而不能很好地指导他们的进一步训练与提高。本文在构建基于船舶操纵模拟器的自动化评估体系的基础上,提出基于模糊结构元方法的船舶操纵训练自动化评估模型,除了给出综合性评价结果及指导意见之外,还能给出学员在每个关键操纵点操纵结果的不确定度,全面反映其业务水平,有利于学员的能力提升。

摘要： 针对航海模拟器中船舶运动数学模型建立过程过于复杂、仿真的有效性难以验证的问题,结合船舶自身机动特点设计了一种新的船舶运动参数发生器,可生成航海模拟器所需的各船舶运动参数。首先,在响应模型的基础上,建立了基于线加速度和角速度(linear acceleration and angular velocity,a&ω)的船舶运动模型。然后,通过船舶运动微分方程求解了船舶位置、速度、姿态、航向等运动参数信息。最后,提出相似度评估指标并将其应用于基于实测数据的仿真的验证。仿真验证结果表明,船舶运动参数发生器能有效地模拟船舶在多种机动状况下的运动,各船舶运动参数的相似度均在80%以上,是一种有效的航海模拟器的船舶运动模拟仿真研究方法。

摘要： 概述船长综合评估改革的相关背景和当前进程,基于试点中的船长综合评估规范模拟器操作模块的内容,分析开展船长适任评估培训的模拟器性能、训练内容和教员的配备,并对训练场景设置和训练课时安排提出建议.

摘要： 船舶在港内的航行安全一直就是水上交通运输与港口工程业内的重要课题,因此有效评价船舶在港内的通航安全,对促进航海科学,降低工程风险具有一定的实用与参考价值.文章利用设计和实施船舶操纵模拟试验对城澳航道通航安全进行分析和研究,找出问题和安全隐患,提出合理建议和安全保障措施.

摘要： 航海模拟器在航海教育培训中取得了良好的效果,将其与心理素质教育相结合提升船员的心理能力是值得研究的课题.在梳理航海模拟器教学现状的基础上,以元认知能力训练为切入点,尝试探索一条新的实践教学模式,进一步提升学生船员的航海操作技能和综合实践能力.

摘要： 针对航海模拟器所采用的定向流场与真实流场差别较大的问题,基于三维有限体积海洋数值模式FVCOM构建模型,计算并验证湛江港工程区精准动态流场,将计算结果导入Dragon V5000型航海模拟器进行验证,对比分析表明,数值计算的精准动态流使模拟的流场环境更为逼真,场数据与实测数据吻合良好,可较好地反映模拟区域的真实流场环境,船体受流作用效果更为真实,可提升航海模拟器的环境真实感和行为真实感.

摘要： 为降低主观因素对船舶操纵评估结果的影响,提出一种基于K近邻(K-nearest neighbor,KNN)算法和多目标优化理论的船舶操纵智能评估模型.根据安全、平稳、高效的航行要求,建立这个模型的评价指标体系;采用变异系数法获得各评价指标的权重;根据评价指标提取对应特征值,构建未标记样本集;基于多目标优化理论建立评价指标目标函数,得到每个样本的成绩并排序,根据样本成绩构建标记样本集;利用KNN算法对待评估样本进行分类,得到本次操作的结果.利用C++语言开发船舶操纵智能评估系统,测试结果表明,系统评估结果与专家评估结果基本一致,能客观、准确实现船舶操纵自动评估.

摘要： 为提高航海模拟器海底视景的立体感、逼真度,将虚拟现实技术应用其中进行研究.应用研究分为两部分,先是分析虚拟现实技术在海底视景建模中的应用过程,包括数据获取和预处理、三维框架搭建、纹理映射、可视化显示等;后分析虚拟现实技术在航海模拟器海底视景建模中的应用效果,检验三维景观模型质量.结果表明:建立的海底视景三维图像综合得分3.24分,接近4分,证明了虚拟现实技术在海底视景建模中的应用效果.

摘要： 随着船舶工业智能化、自动化程度而不断提高,基于虚拟场景的船舶航海模拟器成为一项研究热点.利用船舶航海模拟器可以提升船员的训练效果,降低培训成本和周期.本文将语音识别技术应用到船舶航海模拟器中,提升模拟器与受训人员的交互性,重点分析语音识别的关键技术,研究航海模拟器中语音交互系统的组成和语音信号特征提取等关键技术.

摘要： 针对传统神经网络自主靠泊控制器忽视车令与螺旋桨转速、舵令与实际舵角之间的映射关系问题,将控制器的输出由螺旋桨转速、舵角改为车令与舵令.为解决靠泊完成后船艏向偏差较大问题,将多初始状态下的靠泊训练数据改为单一初始状态,并将选择靠泊过程中的部分数据作为控制器输入改为提取靠泊过程中的全部信息,以此来提高控制器的训练效果.仿真实验验证了在不影响其泛化性能的前提下,控制器能成功减小靠泊完成后的船艏向偏差,并且完成船舶靠泊任务.

摘要： 应急应变技能培训是引航员培养的关键环节之一,该项培训对提升引航员技能具有重要意义.本文结合引航实际,概述了我国目前在引航员应急应变技能培训方面的现状.分析基于航海模拟器开展引航员应急应变技能培训的可行性及其优势,指出基于航海模拟器开展引航员应急应变技能培训,寻求引航员应急应变训练环节和内容缺失问题的有效途径.

摘要： 地方院校的实践证明使用航海模拟器进行实操训练是提高学生实践动手能力和积累处理海上复杂多变情况经验的有效途径。利用航海模拟器对船艇指挥专业学员的传统实习环节进行改革，以提高教学质量是十分必要的，本文分析了海上实习存在的不足，对结合航海模拟器开展海上实习的模式进行有益的探讨。

摘要： 海底视景实时仿真系统可以仿真船舶航行海域的三维海底环境,对驾驶员操船进行模拟训练.以航海模拟器的电子海图为基础,对系统各模块的组成及作用进行探讨,分析海底地形三维建模、场景的实时绘制等关键技术.在优化指示克里格法的基础上提出并实现了适合海底地形的建模方法。采用视点相关的动态层次细节技术,提出利用GPU的强大并行处理能力加速指示克里格法和自适应四叉树模型地形简化算法的计算,从而提高海底视景的仿真速度.

摘要： 在航海操纵模拟器的视景可视化建模中,冰区场景需要的海冰面积非常大,大量海冰模型在视景场中动态创建模型和底层数据管理需要科学高效的方法,否则会耗费大量时间和空间资源,影响整个程序的实时性以及可视化效果.将四叉树空间索引算法应用于航海模拟器视景系统中海冰模型的动态创建和管理,可以较大程度上减少时间和空间资源的消耗,其在 定义了冰节点之后，根据船舶在视景场中的位置判断，就可以动态的控制管理整个海冰模型数据结构了，在视景系统里，船冰未发生接触时(即船体模型在海冰场外)，整个海冰区域可由一个单独的海冰模型代替，当船冰发生接触时 事先按四叉树的空间层次划分整个海冰场位置网格;根据船舶位置循环遍历所在海冰场各层，并判断末层叶节点是否生成;若未生成末层叶节点，则创建船所在位置层的子节点，在视景中表现为当前层的每块海冰模型被4块子层的模型代替;直至末层的叶节点生成，循环判断结束，树形结构的每个叶节点也代表了一个单独的海冰模型，冰区视景场在冰块重新冰冻阶段，在四叉树空间结构中即逐渐从末层删除叶节点，在二维上可简化表示为化四为一，然后重新生成四叉树路径。该方法提升了整个视景系统的流畅性,优化海冰场景的可视化效果,为航海模拟器海冰视景场的实时仿真提供了创建和管理基础,也为冰区模拟器系统后续的船冰交互过程提供了科学高效的数据基础.

摘要： 本文针对航海模拟器在操纵训练过程中无法及时有针对性地给出合理操纵建议的问题,结合航线偏差度、船舶惯性系数和船舶操纵原理,构建了一个基于航海模拟器的靠泊训练在线评判体系.并从靠泊速度、角度、操纵关键节点的及时性等方面全方位对正在进行的靠泊训练做一些及时且有针对的建议框,有效地提高了操纵训练的效率和受训者的积极性.

摘要： 冰区航行在实际航海活动中越来越受到人们的关注。实用性强且具有逼真仿真度的冰区航 行模拟器的应用，对船员培训与航运评估等航海科学应用领域都有着很重要的实际意义。将冰区 航行模拟器为整体设想框架，本文以冰区视景仿真为基本研究内容，在理论与具体实现上对冰区 中海冰的模型建立与其可视化方法进行了初步的探索和研究。本文参考了Koch 分形曲线的思想， 分析和建立了基本的海冰模型，实现了浮冰破碎以及随波漂动效果，并借鉴了Cohen-Sutherland 等相关计算机图形学算法，实现了船舶冰区航行时海冰与船间的快速碰撞检测。

摘要： 介绍基于模拟器的船舶航行性能虚拟测试系统的总体框架,及其基础层、支撑层和应用层的主要构成。重点介绍航海模拟器的组成、功能和性能,基于模拟器可以逼真地模拟船舶在海上的操控和航行状态,进行虚拟实船试验,测试船舶的航行性能。

摘要： 上世纪90年代后期,我国航海教育界开始了与国际要求接轨的教育改革,同时吸收、引进了如船舶操纵模拟器、轮机模拟器等先进教学装备。随着电子、信息技术及其它高新技术的不断发展,航海模拟器的开发与研制技术越来越先进,功能越来越完善,这些先进仿真技术的应用,为以最小代价和在最短时间内,开展航海教育培训,培养学生具有较强的动手操作能力,提高航海从业人员的专业技能奠定了基础。可以说,现代航海教育已离不开航海模拟器。近年来,为加强学历教育的实践教学环节,同时满足企业对船员培训的要求,我院加大对模拟器的改造与建设力度,模拟器的使用大大改善了航海技术专业的实训条件,进一步满足了市场对船员培训的需求。

摘要： 在相控阵多普勒计程仪的研制和生产过程中，需要对其技术指标和功能进行试验验证。如果每套都进行海上鉴定试验的话，将耗费大量的人力物力。因此，设计一套功能强大的相控阵多普勒计程仪专用模拟器十分有必要。该测速模拟器可产生八个通道的对底或对水层的模拟同波电信号、模拟产生船只运动的姿态和速度信息、模拟环境噪声提供给设备进行调试和测试。通过该模拟器，相控阵多普勒计程仪可实时测量、计算、分析回波包络、底跟踪结果、信号波形，以检验相控阵多普勒计程仪是否正常工作。采用这种方式在实验室内就能实现对海上试验的模拟，从而完成对相控阵多普勒计程仪主要功能和技术性能指标的验证，化解技术风险，可以节省大量的资源和时间。

摘要： 在相控阵多普勒计程仪的研制和生产过程中，需要对其技术指标和功能进行试验验证。如果每套都进行海上鉴定试验的话，将耗费大量的人力物力。因此，设计一套功能强大的相控阵多普勒计程仪专用模拟器十分有必要。该测速模拟器可产生八个通道的对底或对水层的模拟同波电信号、模拟产生船只运动的姿态和速度信息、模拟环境噪声提供给设备进行调试和测试。通过该模拟器，相控阵多普勒计程仪可实时测量、计算、分析回波包络、底跟踪结果、信号波形，以检验相控阵多普勒计程仪是否正常工作。采用这种方式在实验室内就能实现对海上试验的模拟，从而完成对相控阵多普勒计程仪主要功能和技术性能指标的验证，化解技术风险，可以节省大量的资源和时间。

摘要： 本发明建议了，构造用于液压的助力‑车辆制动设备的踏板行程模拟器（2），它具有在缸（3）中能够移动的活塞（6）并且具有活塞弹簧（12），所述活塞弹簧对于活塞（6）逆着一种位移地进行加载，其中，所述踏板行程模拟器（2）具有用于活塞（6）的冲程限制器（13，14）。本发明还建议了，具有这种类型的踏板行程模拟器（2）的液压块以及用于调整这种类型的踏板行程模拟器（2）的特性曲线的方法。

摘要： 一种处理器的模拟方法、功能模拟器、性能模拟器和模拟系统，该方法包括：功能模拟器接收性能模拟器发送的第一请求消息，其中，该第一请求消息携带预测地址，该预测地址是该性能模拟器执行第一基本块的过程中通过分支预测得到的下一个基本块的预测地址，该第一请求消息用于请求该预测地址对应的基本块，该第一基本块是该功能模拟器当前已经执行完毕的基本块，该基本块为顺序执行的指令块；如果该功能模拟器确定该预测地址与第二基本块的地址不一致，则该功能模拟器将该第二基本块及该预测地址对应的基本块发送给该性能模拟器，其中，该第二基本块为该功能模拟器执行完第一基本块确定的下一个基本块。

摘要： 本发明公开了一种便携式航海六分仪模拟器，涉及航海设备技术领域。本发明包括航海六分仪本体和背包件；航海六分仪本体与背包件插接配合；还包括姿态感应模块、虚拟场景显示模块、测角模块、中控模块；测角模块由角度传感器、角度传感器安装架、角度传感器安装座、联轴器依次装配而成。本发明通过采用高精度MEMS陀螺作为核心的姿态感应设备，与三轴罗盘相比，灵敏度更高，且不会受到地球磁场异常的干扰和电磁干扰。相比传统教学模拟设备，本产品摆脱了对室内电脑主机的及市电的依赖，可以装入背包去户外或者海上教学，更贴近真实环境，让学员充分感受到航海六分仪的应用场合及目标，更方便教学目的的达成。

摘要： 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。

摘要： 本发明公开了一种用于航海模拟器仿真的雷达模拟数据合并方法，包括以下步骤：对不同比例尺海图根据其航海用途和与参考点的距离进行筛选；此裁剪雷达模拟数据；裁剪后的海图按两种原则排序；按顺序对相邻海图间的叠幅区域的冗余数据进行筛选；对合并后的多边形填补空白形成矩形构造新的图幅；对合并后的雷达模拟数据中来自不同比例尺海图的岸线进行接边处理。由于本发明依据航行区域参考点和海图航海用途筛选了航行时涉及到的海图，在保证雷达模拟数据精度的前提下，大大减少了雷达模拟数据的数据量。由于本发明统计了雷达模拟数据中前向角度的特征规律，据此区分岸线和因海图分幅产生的分界线，消除了海图分幅制作对雷达模拟数据精度的影响。

摘要： 本发明公开了一种用于航海模拟器仿真的雷达模拟数据自动简化方法，包括1、提取原始岸线数据并进行特征分析：对提取的岸线数据进行赋特征值处理，并进行统计分析；2、进行整体特征点的提取：使用前向长度控制、岸线弯曲识别方法实现对人工岸线和自然岸线的区分，并利用累积弯曲程度控制方法保证数据分段后每段数据的弯曲都是单调的且不会形成螺旋线；3、进行局部特征点提取：对整体分段后的若干个特征数据点组成的数据段使用以面积损失度为控制参数的探索算法进行局部特征点提取。本发明能够实现人工岸线几何特征的完整保留，自然岸线的精确、高效简化；解决了手工处理效率低，精度无法验证的问题，大大提高了航海模拟器中雷达回波的仿真效率。

摘要： 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。

摘要： 本发明公开了一种用于航海模拟器仿真的雷达模拟数据自动简化方法，包括1、提取原始岸线数据并进行特征分析：对提取的岸线数据进行赋特征值处理，并进行统计分析；2、进行整体特征点的提取：使用前向长度控制、岸线弯曲识别方法实现对人工岸线和自然岸线的区分，并利用累积弯曲程度控制方法保证数据分段后每段数据的弯曲都是单调的且不会形成螺旋线；3、进行局部特征点提取：对整体分段后的若干个特征数据点组成的数据段使用以面积损失度为控制参数的探索算法进行局部特征点提取。本发明能够实现人工岸线几何特征的完整保留，自然岸线的精确、高效简化；解决了手工处理效率低，精度无法验证的问题，大大提高了航海模拟器中雷达回波的仿真效率。

摘要： 本发明公开了一种用于航海模拟器仿真的雷达模拟数据合并方法，包括以下步骤：对不同比例尺海图根据其航海用途和与参考点的距离进行筛选；此裁剪雷达模拟数据；裁剪后的海图按两种原则排序；按顺序对相邻海图间的叠幅区域的冗余数据进行筛选；对合并后的多边形填补空白形成矩形构造新的图幅；对合并后的雷达模拟数据中来自不同比例尺海图的岸线进行接边处理。由于本发明依据航行区域参考点和海图航海用途筛选了航行时涉及到的海图，在保证雷达模拟数据精度的前提下，大大减少了雷达模拟数据的数据量。由于本发明统计了雷达模拟数据中前向角度的特征规律，据此区分岸线和因海图分幅产生的分界线，消除了海图分幅制作对雷达模拟数据精度的影响。

摘要： 本发明公开了基于航海模拟器的无人艇远程控制方法及远程控制系统，无人艇的无线数据传输系统接收航海模拟器发出的控制指令，并发送至无人艇的数据整合单元；数据整合单元将接收到的控制指令发送至无人艇的控制系统；控制系统将接收到的控制指令进行解析，生成驱动信号并发送至无人艇的动力系统；动力系统根据接收到的驱动信号运行。本发明实现了航海模拟器对无人艇的远程遥控，达到了操作员通过操作航海模拟器远程控制无人艇的目的，简单方便，便于控制无人艇；而且，通过多传感器系统采集数据，并上传至航海模拟器进行显示，操作员可以简单方便直观地获知采集数据，使航海模拟器具有实景操控感。