船舶操縱模擬器中虛擬人的應(yīng)用研究.pdf

1、在船舶操縱和靠離泊的過程中，需要船員對舵輪、車鐘、纜繩等設(shè)備進(jìn)行一系列的操作，才能保證船舶操縱和靠離泊過程的順利完成。因此，在船舶操縱模擬器中，很有必要對船員及其動(dòng)作進(jìn)行模擬。大連海事大學(xué)航海動(dòng)態(tài)仿真和控制實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的V.Dragon3000型船舶操縱模擬器的視景系統(tǒng)中僅能對人員落水場景進(jìn)行模擬。本文對虛擬人技術(shù)進(jìn)行了深入研究，在船舶操縱模擬器的視景系統(tǒng)中加入虛擬人，豐富了模擬器視景系統(tǒng)的顯示內(nèi)容，提高了船員教育培訓(xùn)的效果。
　　

2、本文主要的研究工作如下:
　　第一，虛擬人的幾何建模。采用分層模型的表示方法在3D Studio Max(3ds Max)建模軟件中創(chuàng)建了一個(gè)具有皮膚層、肌肉層和骨骼層的虛擬人幾何模型，該虛擬人幾何模型形態(tài)逼真，具有較強(qiáng)的真實(shí)感。
　　第二，虛擬人的運(yùn)動(dòng)控制。采用關(guān)鍵幀動(dòng)畫的方法通過控制虛擬人幾何模型的骨骼在3ds Max建模軟件中實(shí)現(xiàn)了虛擬人的運(yùn)動(dòng)控制，基本完成了虛擬人的行走、操舵、操車等船舶操縱相關(guān)的行為動(dòng)作，較好地實(shí)現(xiàn)

3、了對真實(shí)船員行為動(dòng)作的模擬。
　　第三，A*路徑規(guī)劃算法的實(shí)現(xiàn)。通過對A*算法進(jìn)行深入的研究，掌握了A*算法的設(shè)計(jì)方法和算法流程，通過編程實(shí)現(xiàn)了基于Microsoft FoundationClasses(MFC)的A*算法，所實(shí)現(xiàn)的程序可以較好的實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃功能。
　　第四，船舶操縱模擬器中虛擬人的路徑規(guī)劃。將所實(shí)現(xiàn)的A*算法應(yīng)用到船舶操縱模擬器中虛擬人的路徑規(guī)劃，在OpenSceneGraph(OSG)三維渲染引擎中實(shí)現(xiàn)了