基于位置动力学与Catmull-Rom样条线的缆绳实时仿真方法及系统

    公开(公告)号:CN118211454A

    公开(公告)日:2024-06-18

    申请号:CN202410422569.0

    申请日:2024-04-09

    Inventor: 神和龙 孔雪

    Abstract: 本发明公开了一种基于位置动力学与Catmull‑Rom样条线的缆绳实时仿真方法,其包括S1:利用Catmull‑Rom样条算法构建缆绳中心线,环绕缆绳中心线创建圆柱体缆绳结构,得到缆绳几何模型;S2:对缆绳几何模型进行三角形网格划分;S3:建立基于弹力和摩擦力的位置动力学模型,预测三角形网格顶点下一时刻的位置;S4:对三角形网格顶点的位置和速度进行约束更新;S5:计算三角形网格顶点下一时刻的位置和速度,直至仿真结束;S6:利用UV映射技术得到缆绳渲染模型;S7:将缆绳渲染模型输出至显示器上。本申请通过建立基于弹力和摩擦力的位置动力学模型计算缆绳几何模型在下一刻的位置,有助于克服缆绳的抖动问题,将传统的高斯迭代法改成雅可比迭代法,提高收敛速度,从而提高算法的效率。

    一种散货船配载仪的自动配载方法

    公开(公告)号:CN105608548B

    公开(公告)日:2019-04-05

    申请号:CN201610038174.6

    申请日:2016-01-20

    Abstract: 本发明公开了一种散货船配载仪的自动配载方法,包括如下步骤:将初始数据输入到配载仪中;根据浮态方程组确定自动配载的目标函数、设计变量及约束条件;使用差分进化算法对上述目标函数进行求解、寻优;遍历符合条件的个体集合,筛选出符合要求的个体;使用快速非支配排序算法对筛选出的个体集合进行剪力、弯矩排序,找出第一个非支配解集并输出。由于本发明采用差分进化算法进行模型的寻优求解,并使用快速非支配排序算法对符合条件的结果进行排序,无需建立知识库,有效减少了人为的不确定因素,使配载结果更加合理。不仅可以找到合理的配载方案使船舶达到符合约束条件的状态,而且能够找到使船舶的剪力和弯矩达到最佳或最优状态的配载方案。

    基于带符号距离函数的海上围油栏运动模拟及离散方法

    公开(公告)号:CN109002653A

    公开(公告)日:2018-12-14

    申请号:CN201810961121.0

    申请日:2018-08-22

    Abstract: 本发明公开了一种基于带符号距离函数的海上围油栏运动模拟及离散方法,包括以下步骤:基于质点弹簧模型的围油栏运动模拟;基于带符号距离函数的围油栏离散。本发明采用基于SDF方法进行溢油交互模拟时更加直观。在进行交互处理时,只需要查询当前位置处的SDF值即可判断当前位置是否需要进行交互处理。比传统的方法更加便捷、更加直观。本发明采用基于SDF方法的海上溢油交互方法,具有天然的并行性,便于移植到GPU中进行并行加速。在进行围油栏SDF计算的过程中,可以根据需要将每个网格节点的计算分配给一个GPU内核,这样非常便于进行并行加速。本发明可以模拟围油栏拖带运动效果,具有更高的物理真实感。

    一种散货船配载仪中的最后分舱方法

    公开(公告)号:CN105354612B

    公开(公告)日:2018-01-23

    申请号:CN201510736633.3

    申请日:2015-11-03

    Abstract: 本发明公开了一种散货船配载仪中的最后分舱方法,包括如下步骤:将初始数据输入到配载仪中;根据浮态方程组确定最后分舱的目标函数、设计变量及约束条件;使用差分进化算法对目标函数进行求解、寻优;用差分进化算法进行变异、交叉和选择操作;遍历符合条件的个体集合,将结果输出。由于本发明不使用xF、TPC和MTC的值进行计算,而按照浮态平衡方程组设定目标函数及约束条件,并使用差分进化算法计算,能给出较精确结果,可以有效地减小误差。本发明不仅可以使用少量货物来调整船舶的平均吃水和吃水差,还可以使用大量货物来调整,平均吃水和吃水差调整的范围广。由于本发明无需人工查询相关数据并手动输入,可以有效地减少人力,提高便捷性。

    一种内河顶推船队模拟方法

    公开(公告)号:CN107554690A

    公开(公告)日:2018-01-09

    申请号:CN201710725605.0

    申请日:2017-08-22

    Abstract: 本发明提供一种内河顶推船队模拟方法,包括:根据船队参数确定船队坐标系的坐标原点和船队的重心;将坐标原点和重心重合为一个点,得到简化的船队四自由度运动方程;根据推船和驳船船长、推船和驳船船宽、驳船和推船吃水以及船舶的方形系数计算船舶惯性谁动力和粘性水动力;根据船舶惯性水动力和粘性水动力计算船队的附加质量;根据螺旋桨的转速、直径、进速、伴流系数以及导管桨的推力系数计算螺旋桨的推力,船舶的舵力;将附加质量、螺旋桨推力以及舵力代入龙格库塔中计算船队的加速度和速度;模拟器根据船队的加速度和速度模拟真实内河顶推船队航行。本发明将推船和驳船作为一个船舶,充分考虑内河环境影响因素,实现了内河顶推船队的模拟。

    基于图像的航海模拟器视景中号灯显示方法

    公开(公告)号:CN102789739A

    公开(公告)日:2012-11-21

    申请号:CN201210237614.2

    申请日:2012-07-10

    Abstract: 本发明提供一种基于图像的航海模拟器视景中号灯显示方法,该方法包括以下步骤:S1、通过号灯号型表确定船舶号灯的细节,并形成一张号灯列表;S2、根据船舶当前位置、航向,通过旋转、平移变换确定船舶任一号灯的准确位置,更新步骤S1中的号灯列表;S3、遍历更新后的号灯列表,判断确定需要显示的号灯,形成瞬时号灯显示列表;S4、遍历瞬时号灯显示列表,采用基于图像的方法绘制全部号灯。实施本发明,具有以下有益效果:通过在预定义矩形上贴号灯纹理图片,并对号灯显示的区域大小采用了去透视效果补偿,使所显示的号灯具有更强的真实感,由于采用了实时计算的方法判断是否应显示相应的号灯,使该方法更为简便、可靠。

    一种基于六分仪模拟器的船舶定位虚拟训练系统

    公开(公告)号:CN120014910A

    公开(公告)日:2025-05-16

    申请号:CN202510094642.0

    申请日:2025-01-21

    Abstract: 本发明公开了一种基于六分仪模拟器的船舶定位虚拟训练系统,包括用于获取3D建模重现模块、设定虚拟定位练习数据的数据设定模块、设定海上虚拟训练场景的仿真场景构建模块、交互训练模块以及获取天文定位模型与陆标定位模型的定位模型构建模块;综合评价存储模块用于获取各操作训练阶段的结果数据与操作等级评分,并基于各操作训练阶段的结果数据,根据构建的天文定位模型或陆标定位模型得到船舶导航定位的虚拟训练结果。本发明解决了传统的操纵培训通常依赖于实际船舶培训,但存在一定的限制和问题,由于实船训练成本高、安全风险大以及无法真实再现复杂的航海环境等原因,难以提供多样化与灵活性的操作培训场景,使船员不能有效了解并掌握各种复杂航海环境下的船舶定位原理及技能经验的问题。

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