蛟龙号下潜及水下作业过程的交互仿真开发 被引量：4

1

作者 张晓曦 尹勇 梁民仓 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期2715-2721,共7页

为解决当前从事深潜工作的实操训练存在实施难、安全风险大等问题,基于虚拟现实技术设计不受时间和地点限制的蛟龙号下潜及水下作业过程的仿真系统。运用三维建模技术构建蛟龙号、支持母船等关键结构的三维模型;建立A型架的运动数学模型... 为解决当前从事深潜工作的实操训练存在实施难、安全风险大等问题,基于虚拟现实技术设计不受时间和地点限制的蛟龙号下潜及水下作业过程的仿真系统。运用三维建模技术构建蛟龙号、支持母船等关键结构的三维模型;建立A型架的运动数学模型,模拟其运动过程;结合三维交互技术、虚拟漫游技术以及碰撞检测技术实现人机交互与漫游;从用户体验角度出发,对实际的下潜及水下作业过程进行仿真实现操纵交互功能。经测试,该仿真系统基本满足目前对载人深潜器潜航员的训练需求。 展开更多

关键词 蛟龙号 UNITY3D 虚拟现实 交互

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JUE-75C Inmarsat-C船站系统仿真与智能评估 被引量：7

2

作者 任鸿翔 余曹荣 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第5期146-150,共5页

在分析了Inmarsat-C船站的系统组成和工作流程的基础上,构建了Inmarsat-C仿真系统整体框架。在Visual Studio 2010开发平台上,利用C++程序设计语言,开发了JUE-75C Inmarsat-C船站仿真系统,主要包括终端显示器的仿真,船站通信状态调整的... 在分析了Inmarsat-C船站的系统组成和工作流程的基础上,构建了Inmarsat-C仿真系统整体框架。在Visual Studio 2010开发平台上,利用C++程序设计语言,开发了JUE-75C Inmarsat-C船站仿真系统,主要包括终端显示器的仿真,船站通信状态调整的仿真,报文编辑业务的仿真,特殊效果的仿真,用户操作步骤的记录等,在此基础上,建立了C船站的实操评估模型,并开发了评估系统。仿真结果表明:该系统具有仿真度高、人机交互友好等优点。 展开更多

关键词 船舶工程 GMDSS模拟器 系统仿真 智能评估

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航海模拟器中人员落水救助操纵智能化评估 被引量：3

3

作者 王海超 尹勇 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期2647-2655,共9页

针对航海模拟器中人员落水救助训练评估主观评估存在的随意性大、标准不统一的问题,对Williamson旋回救助落水人员操纵过程进行分析。利用专家调查法获取评价指标体系;利用航海模拟器获取人员落水救助操纵的样本数据,结合专家调查法,得... 针对航海模拟器中人员落水救助训练评估主观评估存在的随意性大、标准不统一的问题,对Williamson旋回救助落水人员操纵过程进行分析。利用专家调查法获取评价指标体系;利用航海模拟器获取人员落水救助操纵的样本数据,结合专家调查法,得到各样本的主观得分;运用BP神经网络对样本进行训练和测试,得到人员落水救助智能评估模型,实现智能评估。实验分析表明:该模型的精度较高,成绩评定与船员的操纵水平相符,证明该评估模型的合理性。 展开更多

关键词 航海模拟器 Williamson旋回 人员落水救助 智能评估 BP神经网络

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基于泊位坐标的无人船自主靠泊仿真研究 被引量：6

4

作者 贾玉鹏 尹勇 朱忠显 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1910-1917,共8页

针对神经网络自主靠泊控制器只能完成特定港口的靠泊,而无法拓展到其他没有训练数据的泊位这一问题,提出一种以泊位顶点为原点,岸线为y轴的坐标系(泊位坐标系)。采用泊位坐标系中相对位置来训练神经网络控制器,在V.Dragon-5000航海模拟... 针对神经网络自主靠泊控制器只能完成特定港口的靠泊,而无法拓展到其他没有训练数据的泊位这一问题,提出一种以泊位顶点为原点,岸线为y轴的坐标系(泊位坐标系)。采用泊位坐标系中相对位置来训练神经网络控制器,在V.Dragon-5000航海模拟器中选取集装箱船"银河号",在大连港进行靠泊训练后,成功将靠泊控制器拓展到没有训练数据的深圳蛇口港与新加波樟宜港。仿真验证了采用新建立的坐标系可以拓展神经网络自主靠泊控制器适用范围,减小训练数据所需的成本。 展开更多

关键词 无人船 自主靠泊 泊位坐标 神经网络控制器 航海模拟器

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船用柔性绳索的仿真研究 被引量：6

5

作者 梁民仓 尹勇 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1945-1949,1956,共6页

针对仿真系统中船用柔性绳索模拟存在实时性差、逼真度不够及易发散等问题,提出了一种基于质点-弹簧模型的结构-弯曲弹簧模型,该模型通过添加弯曲弹簧以限制绳子质点处的不正常弯曲现象,并可通过设置两种弹簧不同的弹性、阻尼系数以模... 针对仿真系统中船用柔性绳索模拟存在实时性差、逼真度不够及易发散等问题,提出了一种基于质点-弹簧模型的结构-弯曲弹簧模型,该模型通过添加弯曲弹簧以限制绳子质点处的不正常弯曲现象,并可通过设置两种弹簧不同的弹性、阻尼系数以模拟不同硬度的绳索。为了保证模型运行稳定性及精度,采用改进的Euler法进行数值解算,同时运用位置调整法、速度调整法解决柔性绳索仿真时的超弹性问题,并通过仿真实验对该模型进行了验证。 展开更多

关键词 柔性绳索 质点-弹簧模型 结构-弯曲弹簧模型 超弹性问题

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基于改进Savitsky方法的静水游艇快速仿真（英文） 被引量：2

6

作者 李笑晨 尹勇 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2264-2274,共11页

提出了一种改进的Savitsky方法以提升游艇模拟器中运动数学模型的精度。建立三自由度游艇运动数学模型,对游艇排水状态下运动进行仿真。将游艇几何模型做棱柱形假设,采用改进Savitsky方法进行阻力计算,并进行船舶预滑行和滑行运动仿真... 提出了一种改进的Savitsky方法以提升游艇模拟器中运动数学模型的精度。建立三自由度游艇运动数学模型,对游艇排水状态下运动进行仿真。将游艇几何模型做棱柱形假设,采用改进Savitsky方法进行阻力计算,并进行船舶预滑行和滑行运动仿真试验。试验结果与模型试验结果进行对比,阻力计算结果与快速性试验结果精确度较高,船舶操纵性试验结果与传统方法基本一致。改进方法加入游艇模拟器后运行良好,结果准确。改进后的Savitsky方法可以有效提升游艇快速仿真精度,对游艇模拟器的研究具有一定意义。 展开更多

关键词 改进Savitsky方法 游艇模型简化 阻力计算 快速仿真 游艇模拟器

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基于3D激光雷达的水面无人艇靠泊参数估计 被引量：1

7

作者 王海超 尹勇 +1 位作者 景乾峰 丛琳 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1737-1748,共12页

为准确地估计靠泊参数,提出了一种基于艇载3D激光雷达的靠泊参数估计方法。该方法包括2个主要模块:无人艇位姿估计和靠泊状态估计。无人艇位姿估计模块采用点云预处理算法对原始点云进行降采样并滤除异常值,利用点云配准算法实现了无人... 为准确地估计靠泊参数,提出了一种基于艇载3D激光雷达的靠泊参数估计方法。该方法包括2个主要模块:无人艇位姿估计和靠泊状态估计。无人艇位姿估计模块采用点云预处理算法对原始点云进行降采样并滤除异常值,利用点云配准算法实现了无人艇靠泊过程中的位姿估计。靠泊状态估计模块通过MSAC算法提取泊位边界信息,并基于此信息计算靠泊参数。实验结果表明:该算法所得无人艇位姿信息和靠泊参数信息均与实际相符,平均靠泊距离误差小于0.023 m,平均角度误差小于0.26°,验证了该靠泊参数估计算法的准确性和合理性。 展开更多

关键词 水面无人艇 靠泊参数估计 无人艇位姿估计 靠泊状态估计 点云配准

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游艇模拟器中游艇运动模型研究 被引量：4

8

作者 孙霄峰 尹勇 +1 位作者 周宏宇 张秀凤 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2085-2089,共5页

游艇的运动数学模型是开发游艇模拟器的核心技术之一。根据分离建模思想,建立了游艇的平面运动数学模型。利用平面运动装置通过船模试验测得模型艇的水动力系数,分别计算作用于船体、螺旋桨和舵上的水动力和力矩,利用四阶龙格库塔法对... 游艇的运动数学模型是开发游艇模拟器的核心技术之一。根据分离建模思想,建立了游艇的平面运动数学模型。利用平面运动装置通过船模试验测得模型艇的水动力系数,分别计算作用于船体、螺旋桨和舵上的水动力和力矩,利用四阶龙格库塔法对船舶运动方程进行求解得到船舶运动参数。利用Visual Studio 2010编写了游艇运动的仿真程序,并以三艘游艇为例,进行了游艇的操纵运动仿真。将仿真数据与船模试验数据进行了比对,结果表明所建立的游艇模型能够满足游艇模拟器的精度要求。 展开更多

关键词 游艇 船舶运动数学模型 游艇模拟器 航海仿真

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冰区航行模拟器中海冰场景研究综述 被引量：4

9

作者 孙昱浩 尹勇 +1 位作者 金一丞 高帅 《中国航海》 CSCD 北大核心 2016年第2期96-100,134,共6页

为完善航海模拟器的多功能性,使其满足培训冰区船舶操纵人员和科学试验评估的要求,需研发适用于海上冰区船舶操作、达到国际机构认证标准的航海模拟器,其中科学和实时海冰场景的冰区视景效果是衡量模拟器真实感的重要指标。海冰模型的... 为完善航海模拟器的多功能性,使其满足培训冰区船舶操纵人员和科学试验评估的要求,需研发适用于海上冰区船舶操作、达到国际机构认证标准的航海模拟器,其中科学和实时海冰场景的冰区视景效果是衡量模拟器真实感的重要指标。海冰模型的建立主要有基于物理的建模和基于几何的建模2种手段。从这2个方面入手,全面、系统地阐述海冰建模的研究现状,讨论和分析这2种方法的优缺点,并对进一步的研究方向提出相关建议。 展开更多

关键词 水路运输 海冰建模 冰区视景系统 航海模拟器 综述

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基于STL模型的散货船破损浮态计算 被引量：2

10

作者 刘春雷 尹勇 +2 位作者 孙霄峰 张秀凤 神和龙 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2613-2619,2625,共8页

为计算散货船破损浮态,基于船舶外壳及所有舱室的STL模型探讨了一种浮态迭代算法。根据STL模型建立船舶三维数据库。采用"重量增加法"和"迭代法"计算船舶破损浮态。以散货船"DOLCE VITA"为例,计算了"... 为计算散货船破损浮态,基于船舶外壳及所有舱室的STL模型探讨了一种浮态迭代算法。根据STL模型建立船舶三维数据库。采用"重量增加法"和"迭代法"计算船舶破损浮态。以散货船"DOLCE VITA"为例,计算了"压载进港"和"满载出港"载况下的5个货舱单舱破损情况,和船舶设计软件NAPA计算值相比,吃水差平均误差为0.013 6 m,横倾角平均误差为0.052°,进水量平均相对误差为0.28%,验证了算法的准确性。实验结果表明:STL模型来源于船舶设计数据,计算精度较高,应用前景较好;浮态迭代算法既可保证程序迭代次数,又能避免水线面要素求解,具有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 船舶工程 STL 破损浮态 自由浮态 散货船

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基于神经网络的无人船自主靠泊模拟研究 被引量：5

11

作者 贾玉鹏 神和龙 +1 位作者 尹勇 张秀凤 《中国航海》 CSCD 北大核心 2021年第4期107-111,117,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 无人船 自主靠泊 神经网络 航海模拟器

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基于CGAL的船舶浮态计算 被引量：1

12

作者 王智洲 孙霄峰 +1 位作者 尹勇 刘春雷 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1957-1963,1969,共8页

为提高船舶浮态计算精度,提出一种基于CGAL(Computational Geometry Algorithms Library)的船舶浮态计算方法。利用CGAL中的切片模块按肋位纵向切割船体型表面,得到每个肋位处横剖面型值数据;对横剖面型值数据进行简化和等距偏移,得到... 为提高船舶浮态计算精度,提出一种基于CGAL(Computational Geometry Algorithms Library)的船舶浮态计算方法。利用CGAL中的切片模块按肋位纵向切割船体型表面,得到每个肋位处横剖面型值数据;对横剖面型值数据进行简化和等距偏移,得到各肋位处的外板数据;通过水线面和外板数据求交计算得到雅克比矩阵系数;通过牛顿迭代法求解船舶浮态方程组计算出船舶浮态。以散货船"SHANDONG REN HE"为例,对10个典型载况进行了实例计算,与装载手册给定值相比,浮态计算结果误差较小。结果表明:相比于传统方法,本文所提出方法适用于船舶任意浮态,计算精度较高,实时性较好,具有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 船舶工程 船舶浮态 牛顿迭代 几何算法库

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基于CUDA的散货船稳性并行计算

13

作者 王智洲 孙霄峰 +2 位作者 尹勇 刘春雷 李军翼 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第10期40-44,共5页

为提高散货船配载仪中船舶稳性计算速度,通过使用CUDA(Compute Unified Device Architecture)对稳性计算过程进行并行加速。首先基于CGAL(Computational Geometry Algorithms Library)中的切片模块按肋位纵向切割船体型表面,得到每个肋... 为提高散货船配载仪中船舶稳性计算速度,通过使用CUDA(Compute Unified Device Architecture)对稳性计算过程进行并行加速。首先基于CGAL(Computational Geometry Algorithms Library)中的切片模块按肋位纵向切割船体型表面,得到每个肋位处横剖面型值数据;然后对横剖面型值数据进行等距偏移模拟板厚,得到各肋位处的外板数据;然后将外板数据发往GPU;在GPU中通过水线面和外板数据求解并行计算雅克比矩阵系数;最后将雅可比矩阵系数传回CPU,求解稳性方程组。 展开更多

关键词 CUDA 并行计算 船舶稳性 CGAL 配载仪

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游艇模拟器中阻力建模方法对比研究

14

作者 李笑晨 尹勇 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2664-2670,共7页

为解决游艇模拟器中现有船舶阻力建模方法普适性较差,计算精度不高的问题。对现有高速艇阻力近似建模方法进行分析与总结,将实际游艇模型简化成棱柱形船体,复现查洁法和SIT法并与模型试验数据进行比对,探讨阻力近似建模方法在游艇模拟... 为解决游艇模拟器中现有船舶阻力建模方法普适性较差,计算精度不高的问题。对现有高速艇阻力近似建模方法进行分析与总结,将实际游艇模型简化成棱柱形船体,复现查洁法和SIT法并与模型试验数据进行比对,探讨阻力近似建模方法在游艇模拟器中的应用。试验表明简化后的模型与SIT法结合的方法比查洁法适用范围更广泛,求解的阻力与试验值吻合度良好。该方法具有良好的普适性,能解决多种艇型的阻力计算,基本满足游艇模拟器对船舶阻力的仿真需求。 展开更多

关键词 游艇模拟器 近似方法 阻力计算 简化船型

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