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航海模拟器中虚拟场景与实物驾驶舱的整定

作　者: 陈宁
导　师: 金一丞
学　校: 大连海事大学
专　业: 交通信息工程及控制
关键词: 航海模拟器视景实物驾驶舱增强现实整定
分类号: U666.158
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 64次
引　用: 1次
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内容摘要

航海模拟器的视景系统为模拟器操作人员提供了最直接的视觉信息来源。为航海模拟器配置驾驶舱,可以大大提升整个系统的沉浸感,充分体现本船六自由度的运动。而以往航海模拟器中驾驶舱的设计,多与场地条件相关,一般为容纳更多的参与人员,往往采用使驾驶舱尽可能大的设计方式。这样的设计有可能使驾驶舱与视景中的船头部分失配,最终导致在训练过程中对操作人员的视觉真实感产生不良的影响。增强现实技术通过不同的途径将虚拟景物或信息添加到用户看到的真实场景中,用于对真实景物的增强。航海模拟器的操作环境,是虚拟的视景系统和真实的驾驶舱结合的环境,其中虚拟场景中的船头图像是对整条船建模后,从位于驾驶舱内的视点位置观察,经过成像系统生成图像,最终利用投影机显示在屏幕上,而驾驶舱部分是真实存在的,这样,就存在虚拟场景中的本船船头图像与实物驾驶舱的匹配问题。本文借用增强现实研究问题的思想,来研究航海模拟器中,实物驾驶舱与虚拟场景之间的对应关系,以期发现其中存在的问题,提出解决问题的方法。为解决航海模拟器中虚拟场景与实物驾驶舱之间的对准关系,本文做了以下几方面的工作。1.对航海模拟器中驾驶舱的设计方法作出介绍,总结驾驶舱与投影屏幕及投影机架设位置之间的关系。2.搭建一个实验平台,将实物驾驶舱加入到虚拟场景中,研究虚拟场景与实物驾驶舱之间的匹配问题。3.利用一些实船数据,得出对应的航海模拟器中实物驾驶舱的相关数据。并将船舶分类,给出不同船型对应的航海模拟器驾驶舱设计数据。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-15
  1.1 课题背景  9-13
    1.1.1 航海模拟器中驾驶舱的作用  9-11
    1.1.2 航海模拟器中的多本船结构  11-12
    1.1.3 混合现实技术的研究背景  12-13
  1.2 本文的目的和意义  13-14
    1.2.1 本文的目的  13
    1.2.2 本文的意义  13-14
  1.3 论文的组织结构  14-15
第2章增强现实及其关键技术  15-24
  2.1 增强现实综述  15-19
    2.1.1 增强现实的发展历史  15
    2.1.2 AR与VR的区别与联系  15-17
    2.1.3 增强现实的应用价值  17-19
  2.2 增强现实中的关键技术  19-24
    2.2.1 增强现实中的显示技术  20-21
    2.2.2 增强现实中的三维整定技术  21-24
第3章基于增强现实的虚实整定  24-48
  3.1 航海模拟器视景及其显示  24-27
    3.1.1 航海模拟器视景内容  24-25
    3.1.2 航海模拟器视景坐标系  25-27
    3.1.3 航海模拟器视景的显示  27
  3.2 航海模拟器驾驶舱的设计  27-35
    3.2.1 航海模拟器驾驶舱设计流程  28-29
    3.2.2 航海模拟器驾驶舱设计算法  29-35
  3.3 视景系统中实物的对准  35-48
    3.3.1 MFC下的OpenGVS编程  36-42
    3.3.2 OpenGVS实现简单的视景  42-43
    3.3.3 OpenGVS中相机位置的设置  43-46
    3.3.4 模拟器驾驶舱相机与视景相机的对齐  46
    3.3.5 对应误差的测量  46-48
第4章整定结果及评价  48-54
  4.1 航海模拟器中的船舶分类  48-51
    4.1.1 航海模拟器中不同船型分类  48-49
    4.1.2 航海模拟器中相同船型的分类  49-51
  4.2 航海模拟器对应船舶的驾驶舱数据  51-54
    4.2.1 航海模拟器船舶驾驶舱数据  52-54
第5章总结与展望  54-56
  5.1 总结  54
  5.2 展望  54-56
参考文献  56-60
致谢  60-61
研究生履历  61-62

航海模拟器中虚拟场景与实物驾驶舱的整定

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