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航海模拟器中破冰船破冰阻力数值计算
1
作者 王晓雪 张秀凤 +1 位作者 刘兆春 孟耀 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期204-212,共9页
为研究破冰船在平整冰区所做的直航连续式破冰作业,本文通过非线性显式的有限元方法,模拟了“雪龙2号”科考船在平整冰中的连续破冰过程,分析了船体所受碰撞力特性以及能量变化,并利用破冰船Terry Fox号船模水池试验与“雪龙2号”无量... 为研究破冰船在平整冰区所做的直航连续式破冰作业,本文通过非线性显式的有限元方法,模拟了“雪龙2号”科考船在平整冰中的连续破冰过程,分析了船体所受碰撞力特性以及能量变化,并利用破冰船Terry Fox号船模水池试验与“雪龙2号”无量纲化冰阻力系数的数值计算结果对比,证明了本文数值计算的可靠性;本文数值计算结果与经验公式进行对比分析,误差在20%之内,进一步验证了本文数值模拟的正确性;利用“雪龙2号”简化后的楔形体模型,本文研究了船体不同速度、不同破冰角度以及平整冰厚度时船-冰碰撞的响应特性,定性分析了不同工况下的船-冰碰撞过程中船舶受到的碰撞力、能量损耗等规律。同时,利用简化模型楔形体对船舶破冰阻力的参数敏感度进行研究,有利于获得破冰阻力随多参数变化的规律,将在不同工况下得到的破冰阻力平均值利用矩形域最小二乘法曲面拟合出破冰阻力公式。建立适用于运动数学模型实时解算的破冰阻力离线数据库,利用插值方法实时获得冰阻力,为冰区航海模拟器船舶运动数学模型中的冰阻力计算提供一定参考。 展开更多
关键词 冰区船舶 平整冰 有限元分析 船-冰碰撞 数值仿真 航海模拟器
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协调避碰辅助决策可视化在航海模拟器教学的应用
2
作者 展琼谣 李丽娜 李国定 《珠江水运》 2024年第12期134-137,共4页
鉴于航海模拟器在教学中的广泛应用,应用航海模拟器进行协调避碰辅助决策及其决策可视化训练是船舶避免碰撞不可或缺的针对性培训项目。基于船舶避碰辅助决策的功能原理,运用几何理论分析紧迫危险下典型会遇态势协调避让,结合雷达避碰... 鉴于航海模拟器在教学中的广泛应用,应用航海模拟器进行协调避碰辅助决策及其决策可视化训练是船舶避免碰撞不可或缺的针对性培训项目。基于船舶避碰辅助决策的功能原理,运用几何理论分析紧迫危险下典型会遇态势协调避让,结合雷达避碰辅助决策功能界面及紧迫危险协调避碰案例的设计,探讨两船协调避碰辅助决策可视化及其解析在航海模拟器教学改革的应用。通过典型紧迫危险协调避让场景模拟器训练,使学员掌握紧迫危险协调避让的方法,保证船舶航行安全。 展开更多
关键词 避碰辅助决策 航海模拟器教学 紧迫危险 协调避让
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基于数字孪生技术的航海模拟器实践教学改革研究
3
作者 徐进 李博 +2 位作者 邱其清 李凯 刘乔 《青岛远洋船员职业学院学报》 2024年第2期62-65,69,共5页
航海模拟器实践教学是航海类专业人才培养的重要环节。基于国内航海模拟器实践教学现状分析,以数字孪生技术为依托,探讨数字孪生技术在航海模拟器实践教学的应用与研发,满足新时代背景下航海模拟器实操训练的教学需求,提升我国海事类专... 航海模拟器实践教学是航海类专业人才培养的重要环节。基于国内航海模拟器实践教学现状分析,以数字孪生技术为依托,探讨数字孪生技术在航海模拟器实践教学的应用与研发,满足新时代背景下航海模拟器实操训练的教学需求,提升我国海事类专业人才培养水平。 展开更多
关键词 航海模拟器 数字孪生 实践教学
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航海模拟器在引航员岗位培训中的应用——以深圳港引航站为例
4
作者 王京奎 阎涛 《航海教育研究》 2024年第2期106-111,共6页
以深圳港引航站为例,分析将航海模拟器应用于引航员岗位培训的必要性,总结基于航海模拟器开展引航员岗位培训的内容,并从提升模拟器的物理真实感、行为真实感、环境真实感,制订培训方案以及完善评估机制等方面探讨提升模拟培训效果的具... 以深圳港引航站为例,分析将航海模拟器应用于引航员岗位培训的必要性,总结基于航海模拟器开展引航员岗位培训的内容,并从提升模拟器的物理真实感、行为真实感、环境真实感,制订培训方案以及完善评估机制等方面探讨提升模拟培训效果的具体措施。 展开更多
关键词 航海模拟器 引航员 岗位培训
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基于航空影像的航海模拟器视景快速建模方法探析
5
作者 谢辉 《中文科技期刊数据库（引文版）工程技术》 2024年第7期0202-0204,共3页
航海模拟器是一种重要的培训工具,可以帮助船员在安全和实际的环境中练习航海操作。然而,传统的航海模拟器视景系统在建模方面存在着一些挑战,例如建模时间长、建模精度低等问题。为了解决这些问题,本研究提出了一种基于航空影像的航海... 航海模拟器是一种重要的培训工具,可以帮助船员在安全和实际的环境中练习航海操作。然而,传统的航海模拟器视景系统在建模方面存在着一些挑战,例如建模时间长、建模精度低等问题。为了解决这些问题,本研究提出了一种基于航空影像的航海模拟器视景快速建模方法。通过利用航空影像数据,结合计算机视觉和图像处理技术,可以快速生成航海模拟器的视景模型,提高建模效率和准确性。 展开更多
关键词 航海模拟器 视景建模 航空影像 计算机视觉 图像处理
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面向VR航海模拟器的虚拟手交互方法研究 被引量：1
6
作者 陈立家 张子健 +3 位作者 郝国柱 李世刚 王凯 黄立文 《中国航海》 CSCD 北大核心 2023年第3期135-144,共10页
为促进航海模拟器的发展,利用虚拟现实技术高沉浸感以及可交互性的特点构建虚拟现实航海模拟器,重点研究其人机交互问题。以HTC Vive、Leap Motion为硬件载体,通过Unity构建虚拟船舶操纵场景;采用层次包围盒树技术和立体模型堆积算法对... 为促进航海模拟器的发展,利用虚拟现实技术高沉浸感以及可交互性的特点构建虚拟现实航海模拟器,重点研究其人机交互问题。以HTC Vive、Leap Motion为硬件载体,通过Unity构建虚拟船舶操纵场景;采用层次包围盒树技术和立体模型堆积算法对虚拟驾驶台控件进行高效的碰撞检测;根据实际船舶操纵特点建立虚拟手操纵方法,并引入反向运动学算法对操纵过程中的虚拟手姿进行实时优化。仿真结果表明,采用改进后的碰撞检测算法运行帧率提高了23.1%,经反向运动学算法优化后手姿稳定性提高了50.8%,实现了高沉浸感与高真实感的船舶操纵,解决了传统虚拟现实仿真中人机交互真实感不足的问题。 展开更多
关键词 航海模拟器 虚拟现实 虚拟手 碰撞检测 反向运动学
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基于航海模拟器试验的大型FPSO拖带通航宽度计算
7
作者 孙强 孙洪波 《中国航海》 CSCD 北大核心 2023年第3期9-15,共7页
为给FPSO、海上钻井平台等大型拖带作业时通航宽度理论计算方法选用、拖带通航安全评估以及规范修订提供参考。根据现行常用的国际航运协会(PIANC)《进港航道设计导则》、加拿大《国家航道设计指南》、中国《海港总体设计规范》以及国... 为给FPSO、海上钻井平台等大型拖带作业时通航宽度理论计算方法选用、拖带通航安全评估以及规范修订提供参考。根据现行常用的国际航运协会(PIANC)《进港航道设计导则》、加拿大《国家航道设计指南》、中国《海港总体设计规范》以及国内大型海上设施拖带经验算法等典型的理论方法,计算30万吨级FPSO拖带通航理论宽度值,同时通过船舶操纵模拟器对30万吨级FPSO进行拖带操纵模拟试验,再基于试验结果计算出通航宽度值,将试验模拟结果与理论计算结果进行比对和分析。结果表明:大型海上设施港内拖带时,按照PIANC和国内经验算法方法取值标准较为合理。 展开更多
关键词 FPSO 拖带 航海模拟器 通航宽度
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360°环形柱幕立体视景系统航海模拟器 被引量：11
8
作者 王胜正 施朝健 +1 位作者 石永辉 陈锦标 《上海海事大学学报》 北大核心 2008年第2期1-6,共6页
为更好地满足船员训练、港航设计和航海研究的要求,研制360°环形柱幕立体投影系统全功能航海模拟器.该模拟器采用先进的视景显示与立体投影技术,视景系统采用基于SGI的集群结构,集群系统由12台高性能图形工作站组成,利用InfiniBan... 为更好地满足船员训练、港航设计和航海研究的要求,研制360°环形柱幕立体投影系统全功能航海模拟器.该模拟器采用先进的视景显示与立体投影技术,视景系统采用基于SGI的集群结构,集群系统由12台高性能图形工作站组成,利用InfiniBand超高速(10 GB/S)串行网络技术实现集群互联;360°环形柱幕立体投影系统采用巴可(Barco)的高端投影仪Galaxy 12 HB+,并且使用世界领先的INFITEC(INterferenz FIlter TEchnik))技术;另外投影系统中使用电子融合与光学融合的混合模式,保证整个系统的颜色一致性.结果表明,利用PC集群和360°全景立体投影系统实现的航海模拟器具有独特的性能与效果. 展开更多
关键词 航海模拟器 虚拟现实 360^o柱幕显示系统 立体显示 光谱分离技术 集群系统
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半潜船航海模拟器的压载水系统仿真 被引量：11
9
作者 张显库 金一丞 尹勇 《中国航海》 CSCD 北大核心 2008年第3期230-235,共6页
为了提高半潜船操纵及船员培训水平,用VB实现了半潜船航海模拟器的压载水系统仿真。建立了空压机、泵、压载舱的压力、电流、液位数学模型,以动画和数字形式显示空压机的电流和压载舱的液位、容积和压力。系统由61个窗体组成,采用随机... 为了提高半潜船操纵及船员培训水平,用VB实现了半潜船航海模拟器的压载水系统仿真。建立了空压机、泵、压载舱的压力、电流、液位数学模型,以动画和数字形式显示空压机的电流和压载舱的液位、容积和压力。系统由61个窗体组成,采用随机数据读取方式与船舶配载计算系统通信,传送各舱容积并获取船舶吃水和姿态角度数据。经过测试系统能够模拟半潜船的各项实际压排水情况,仿真效果令人满意。 展开更多
关键词 船舶、舰舶工程 半潜船 压排水 仿真 航海模拟器 空压机 数学模型
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公约、技术与航海模拟器的发展 被引量：39
10
作者 金一丞 尹勇 《中国航海》 CSCD 北大核心 2010年第1期1-6,36,共7页
航海模拟器的发展既受到各种技术进步的影响,也深受相关条约法规的制约。挪威船级社2007年10月对航海模拟器系统认证标准的修改充分印证了这一点。跨入新世纪以来,随着虚拟现实技术的进步,尤其是图形技术的快速发展为实时生成具有影视... 航海模拟器的发展既受到各种技术进步的影响,也深受相关条约法规的制约。挪威船级社2007年10月对航海模拟器系统认证标准的修改充分印证了这一点。跨入新世纪以来,随着虚拟现实技术的进步,尤其是图形技术的快速发展为实时生成具有影视级真实感视景成为可能,图形生成系统从高档图形工作站到微机集群的转换,软件几何校正边缘融合技术在宽视场角环幕投影中的应用大幅度降低了视景系统在航海模拟器中的开发成本,为多本船航海模拟器系统创造了条件,包括多本船体系结构在内的综合化趋势将越来越明显。另一方面,六自由度船舶运动数学模型的研究也显得越来越迫切,需要投入更多的精力。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 航海模拟器 STCW公约 培训 发证 值班
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STCW公约马尼拉修正案下的航海模拟器发展战略 被引量：28
11
作者 金一丞 尹勇 《中国航海》 CSCD 北大核心 2012年第3期5-10,共6页
STCW公约是对航海模拟器的发展影响最深的公约之一。通过对STCW公约马尼拉修正案中与航海模拟器有关修改内容的介绍和分类,提出了航海模拟器的发展战略在STCW公约马尼拉修正案履约要求下应遵循的原则提出研发符合STCW公约要求的ECDIS操... STCW公约是对航海模拟器的发展影响最深的公约之一。通过对STCW公约马尼拉修正案中与航海模拟器有关修改内容的介绍和分类,提出了航海模拟器的发展战略在STCW公约马尼拉修正案履约要求下应遵循的原则提出研发符合STCW公约要求的ECDIS操作模拟器、完善现有全任务航海模拟器的功能,以满足BRM等培训的需要。建议尽早开发特殊培训需要的模拟器,尽早开展在远程教学和电子教育中应用模拟器的相关研究。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 航海模拟器 STCW公约马尼拉修正案 培训 发证 值班
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基于AIS航海模拟器目标船服务器的设计与实现 被引量：6
12
作者 索永峰 杨神化 +1 位作者 陈国权 林文锦 《中国航海》 CSCD 北大核心 2014年第1期43-47,共5页
针对现有航海模拟器目标船航线设计需要教练员人工设定以及所制定航路带有一定主观盲目性的缺陷,设计基于自动识别系统(AIS)真机的目标船生成服务器系统。该系统可实现港口范围内船舶AIS信息的实时接入,达到航海模拟器仿真系统模拟真实... 针对现有航海模拟器目标船航线设计需要教练员人工设定以及所制定航路带有一定主观盲目性的缺陷,设计基于自动识别系统(AIS)真机的目标船生成服务器系统。该系统可实现港口范围内船舶AIS信息的实时接入,达到航海模拟器仿真系统模拟真实海上交通流的的效果。实际仿真训练表明,该方法提高了交通模拟的逼真度,有效仿真了真实操船环境带来的压迫感;同时,仿真系统自动生成海上通航环境,切实提高了航海模拟器训练中训练场景编制的工作效率。 展开更多
关键词 水路运输 AIS 航海模拟器 目标船 三维视景 虚拟现实
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基于MAS和航海模拟器技术构建船舶自动避碰仿真平台 被引量：4
13
作者 杨神化 施朝健 +1 位作者 李丽娜 关克平 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z2期686-690,共5页
船舶自动避碰是航海研究的热点之一,国内外专家学者提出了许多方法并开发了多种系统。然而,如何测试和验证这些方法和系统仍然是一个有待解决的问题。实船海上试验风险高费用大,同时灵活性差花费时间长;许多研究人员所采用的单机仿真试... 船舶自动避碰是航海研究的热点之一,国内外专家学者提出了许多方法并开发了多种系统。然而,如何测试和验证这些方法和系统仍然是一个有待解决的问题。实船海上试验风险高费用大,同时灵活性差花费时间长;许多研究人员所采用的单机仿真试验则难以有效仿真复杂的海上航行情况。应用Multi-agent系统(MAS)理论和技术以及多本船航海模拟器,构建和开发了自动避碰仿真试验和测试平台。仿真试验表明该平台可以取得与实船海上试验相类似的效果,并且可以有效解决海上实船实验和单机仿真试验所带来的缺点和局限。 展开更多
关键词 MULTI-AGENT 航海模拟器 电子海图 自动避碰 仿真平台
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基于航空影像的航海模拟器视景快速建模方法 被引量：6
14
作者 陈立家 王凯 +1 位作者 李世刚 田延飞 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1565-1573,共9页
为解决航海模拟器视景建模中采用的人工建模方法效率低、精度差,处理工序复杂,不适用于大场景的三维建模问题,结合航海模拟器视景特点,运用倾斜摄影建模,程序化建模及图像语义分割技术,提出一种基于航空影像的组合建模方法,实现航海模... 为解决航海模拟器视景建模中采用的人工建模方法效率低、精度差,处理工序复杂,不适用于大场景的三维建模问题,结合航海模拟器视景特点,运用倾斜摄影建模,程序化建模及图像语义分割技术,提出一种基于航空影像的组合建模方法,实现航海模拟器视景快速自动建模的目的。选取武汉天兴洲长江大桥附近水域进行建模,结果表明:该方法建模速度快,精度高,自动化程度高,且渲染效果真实流畅,符合航海模拟器中对于视景建模的需求。 展开更多
关键词 航海模拟器 倾斜摄影 三维重建 程序化建模 图像语义分割
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一种新的生成航海模拟器视景地形数据库文件的方法 被引量：13
15
作者 关克平 王胜正 +1 位作者 陈锦标 施朝健 《上海海运学院学报》 北大核心 2003年第3期213-216,共4页
就航海模拟器视景系统中地形数据库的生成方法进行了阐述,在航海模拟器视景中引进了三维建模软件MultiGen Creator,并在实际研制系统中得到应用,大大提高了视景仿真的逼真度。
关键词 航海模拟器 视景系统 地形数据库 生成方法 三维建模软件 仿真 电子海图
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航海模拟器配备立体视景系统的方法研究 被引量：3
16
作者 张新宇 尹勇 +1 位作者 任鸿翔 刘秀文 《中国航海》 CSCD 北大核心 2010年第3期10-13,17,共5页
为了进一步增强航海模拟器的环境真实感,提高船员培训及港航工程论证等相关研究的精确度,有必要为航海模拟器配备立体视景系统。通过总结立体显示系统的原理及方法,深入分析并比较了主动立体与被动立体显示系统、偏振光与INFITEC技术的... 为了进一步增强航海模拟器的环境真实感,提高船员培训及港航工程论证等相关研究的精确度,有必要为航海模拟器配备立体视景系统。通过总结立体显示系统的原理及方法,深入分析并比较了主动立体与被动立体显示系统、偏振光与INFITEC技术的优缺点,根据航海模拟器的自身特点,提出了一种基于普通微机和普通投影仪,利用INFITEC技术构建多通道被动立体显示系统的方法,并成功应用于航海模拟器的立体视景系统及集装箱吊卸CAVE仿真系统。此方法不但增强了立体视觉的效果,而且大大地降低了立体视景系统的成本,为普及配备立体视景系统的航海模拟器提供了一种解决方案。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 航海模拟器 立体显示 视景系统 干扰滤波器技术
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航海模拟器目标船数学模型 被引量：5
17
作者 张显库 陈秀嘉 +1 位作者 陆禹 尹勇 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期125-130,共6页
为了响应国际公约对航海模拟器中的目标船数学模型提出的新要求,解决航海模拟器中目标船数量多且要求仿真速度快的问题,以线性响应型数学模型为基础,融入了舵机伺服系统的性能;船舶转向时速度的下降采用航海实践速降估算公式计算;将风... 为了响应国际公约对航海模拟器中的目标船数学模型提出的新要求,解决航海模拟器中目标船数量多且要求仿真速度快的问题,以线性响应型数学模型为基础,融入了舵机伺服系统的性能;船舶转向时速度的下降采用航海实践速降估算公式计算;将风的影响以压舵角的形式加入,并根据实船数据计算出了风压差系数;将浪对输出船首向的影响看成是由白噪声驱动典型海浪频谱引起的;设定流是均匀且恒定的,只影响船位和船速。以一艘实际船舶的数据进行旋回仿真实验,通过实验结果比对,论文给出的目标船简捷型数学模型的模拟结果及精度与实船试验结果符合度较好,但其精度比分离型非线性数学模型精度略差。论文给出的目标船数学模型是以牺牲一定的精度换取简捷的形式,目的是提升航海模拟器中数量众多的目标船的仿真速度。 展开更多
关键词 航海模拟器 目标船 数学模型
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航海模拟器中适应式鲁棒航迹保持算法 被引量：2
18
作者 张显库 尹勇 +2 位作者 金一丞 张秀凤 孙霄峰 《中国航海》 CSCD 北大核心 2011年第4期57-61,共5页
为了更方便地使用航海模拟器进行培训,减少大船、小船自动操纵中的算法切换或参数调整。采用将船舶操纵性指数计算代入控制器设计中的方法,基于闭环增益成形算法,给出一种通用的适应式鲁棒航迹保持算法。通过对11条船的测试,控制效果令... 为了更方便地使用航海模拟器进行培训,减少大船、小船自动操纵中的算法切换或参数调整。采用将船舶操纵性指数计算代入控制器设计中的方法,基于闭环增益成形算法,给出一种通用的适应式鲁棒航迹保持算法。通过对11条船的测试,控制效果令人满意。该算法实施过程简单、物理意义明显且具有一定的鲁棒性。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 航海模拟器 适应式 鲁棒 闭环增益成形 航迹保持
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航海模拟器中海面溢油的三维可视化研究 被引量：3
19
作者 任鸿翔 金一丞 尹勇 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期161-165,共5页
对短时间尺度内的点源瞬时溢油进行研究,将溢油过程分为油膜自身扩展和油膜漂移、扩散两个阶段,分别用椭圆模型和油粒子模型计算溢油的轨迹。采用基于海浪谱的快速傅立叶变换方法绘制大规模海面。利用粒子系统方法实现油粒子模型。提出... 对短时间尺度内的点源瞬时溢油进行研究,将溢油过程分为油膜自身扩展和油膜漂移、扩散两个阶段,分别用椭圆模型和油粒子模型计算溢油的轨迹。采用基于海浪谱的快速傅立叶变换方法绘制大规模海面。利用粒子系统方法实现油粒子模型。提出利用平面反射技术实现海面溢油的三维可视化,即将溢油平面轨迹渲染为纹理图,再将纹理图通过反射技术映射到海面上。提出的方法已成功应用在航海模拟器的溢油事故模拟中。 展开更多
关键词 航海模拟器 海面 溢油 三维可视化 平面反射
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航海模拟器中冰区视景的研究 被引量：4
20
作者 孙昱浩 尹勇 高帅 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期49-53,共5页
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,以冰区视景仿真为基本研究内容,... 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,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。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。 展开更多
关键词 冰区航行 海冰建模 航海模拟器 视景仿真
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