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    188宝金博页面版: 船舶操纵模拟训练系统的多计算机连网实现

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    内容提示： 第29卷 厶 2 9 第8期 他 8 计算机工程 C om p uter E n gin eer in g 2003年5月 M ay 20 03 · 开发研究与设计技术 · 船舶操纵模拟训练系统的多计算机连网实现 聂卫国，孙季丰 (华南理工大学电子与信息学院，广州 5 l 0640) 摘要：介绍了船舶操纵训练系统的虚拟现实实现 ，包括基于层次细节模型L0 D的视景生成、多视景通道视景的拼接和网络通信设计，并给 出了相应 的实验 结果 。 关键词：船舶操纵；虚拟现实；视景；网络通信；模拟器 R ealization 0f a S hip Steer in g T rain in g Sim ulation S y stem 文章编号：l00 m - 3428(2003)08--0l9l--02 文献标识码：A 中...

    文档格式：PDF | 页数：2 | 浏览次数：17 | 上传日期：2010-05-30 05:25:20 | 文档星级：
    第29卷 厶 2 9 第8期 他 8 计算机工程 C om p uter E n gin eer in g 2003年5月 M ay 20 03 · 开发研究与设计技术 · 船舶操纵模拟训练系统的多计算机连网实现 聂卫国，孙季丰 (华南理工大学电子与信息学院，广州 5 l 0640) 摘要：介绍了船舶操纵训练系统的虚拟现实实现 ，包括基于层次细节模型L0 D的视景生成、多视景通道视景的拼接和网络通信设计，并给 出了相应 的实验 结果 。 关键词：船舶操纵；虚拟现实；视景；网络通信；模拟器 R ealization 0f a S hip Steer in g T rain in g Sim ulation S y stem 文章编号：l00 m - 3428(2003)08--0l9l--02 文献标识码：A 中图 分类号：TP391 ·9 - N IE W ei guo． S U N J i feng (South China University of Technology， G uangzhou 510640) [ A bstract ] This paper describes some key techniques about computer graphics ， video mosaic and network communication in the shipping steeri n g trai n ing sim ulation s ystem ． T he paper also gives t h e experim ental results of the proposed shipping steeri n g trai ning sim ulator． 1 K ey words] Shipping steering；V irtual reality ；V ision；Network communication；Simulator 随着计算机技术的飞速发展，人们希望以一种形象、直 观、自然的手段全面地、随意地使用计算机和计算机信息资 源。建立在计算机图形图像处理、高速通信、传感器和多媒 体等基础上的虚拟现实技术迎合了这种需要，它利用计算机 生成与现实世界相似的虚拟环境，通过给用户提供诸如可 听、可说、可见、可闻、可触等手段，使用户 “亲身融入” 到虚拟环境中，实现与虚拟环境进行直观自然的交互。 基于上述优势，虚拟现实技术已经被应用于各种模拟训 练系统。从理论上讲，这种模拟训练系统可以达到在任意复 杂环境条件下，取得廉价的、近乎实物训练效果的目的。基 于虚拟现实技术的船舶操纵训练系统就是在这种情况和目的 下研制出来的，目前已经通过鉴定，投入了教学使用。 l船舶操纵训练系统的介绍 船舶操纵训练系统(以下简称 “ 系统” )是一种 “ 人在 回 路中的仿真” (Man-In-the-L oop Simulation) ，人为一个环节 参与到仿真中，接收系统的各种感官信息，经过判断和决策 对系统进行操作和控制?，系统主要解决了运动仿真、环境 仿真 以及实物仿真的问题 ，虚拟环境给人提供各种输入信 息，人通过操纵侔、舵等控制船舶的运动，完成人与环境的 交互作用，参与者经过判断和决策对系统进行操纵控制，进 而达到人员训练、方案论证、海事分析等目的。 系统使用并行式多计算机进行模拟。具体的分系统方框 图如图l 。从图中可以看出，系统使用了l0台视景计算机 并 行进行视景模拟，采用l 0个投影仪分别连接到对应的计 算 机，形成左4、左3、左2、左 l、中间、右l 、右2、右3、右 4、尾部共l 0通道360。的水平视场角。l 0台计算机通过网络 交换机联结，进行数据通信，各自进行并行式计算，然后通 过控制计算机对它们发布指令，进行同步与协调控制。 2 视景 的技术实现 视景系统是船舶操纵训练系统的重要组成部分，其主要 技术难点以及技术实现部分实例如下： 2． 1满足要求的分辨率与更新速率的选取 对于模拟系统来说，分辨率越高越好，但是分辨率太高 的话，设备投资可能会剧增，而且还会影响图像的更新速 视 景计算机 I 视景计 算机 2 视景计 算机 3 视 景计 算机 4 视 景计 算机 5 由 尾 视 景 数 据 通 信 右 l 右 4 右 2 ’-～ 3 视景计算机l 0 控制计算机 == 网络 交换 机 二 运动计算机 一 一 一 一 一 一 一 图1 并行 式多计算机 视景模 拟分系统方框 图 率。因此，应选择既满足要求又廉价的设备来满足要求的分 辨率、更新速率。从分辨率指标来看，每个像素2~3弧分为 最好。假设每个通道的水平视场角为36。， 显然， 选择图形分 辨率为l024× 768，则每个像素约为2． 1弧分(36× 60／ 1024) ， 已经能够很好地满足上述要求，而这种分辨率 的图形加速 卡、投影仪的价格相对较低。另外为了在较远距离仍能检测 和识别较小的助航设施以及能依据所用海图在视景中显示全 部导航标志，如果在技术上不加任何处理 ，直接采用自发光 多边形建模的话，即使采用l 280× l 024图形分辨率也无法达 到上述要求，因此，在显示助航设施的算法中需要按助航设 作 者简介 ：聂卫 国( 973一) ，男 ，讲师、硕 士 生，主研 方向 ：虚 拟 现实 、多媒体通信 ；孙季 丰，副教 授 收稿 日期 ：2002． 05． 07 —19 1一 一 维普资讯 http://www.cqvip.com

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