[发明专利]一种船舶靠离泊操纵仿真系统

摘要

本发明公开了一种船舶靠离泊操纵仿真系统，包括教练站和本船，所述的教练站与本船通过局域网连接。本发明利用虚拟现实技术开发了船舶靠离泊操纵仿真系统，学员不会因为设备故障、系船缆断裂或者操纵不当造成的严重后果而威胁到自身安全。另外，本发明使船舶靠离泊操纵可反复进行，不再受时间、场地、设备等因素影响，提高了船舶靠离泊操纵的培训效率。本发明采用三维仿真技术，解决了以往靠离泊操纵只有船舶靠离泊的运动轨迹，没有靠离泊操纵中船舶与缆绳、系泊设备之间交互的弊端，提高了培训的真实感。本发明能够实现多人协同培训，培训具有针对性、灵活性。保证学员的安全，大大减少了人力和资金投入，提高船舶靠离泊操纵培训效率。

主权项

1.一种船舶靠离泊操纵仿真系统，其特征在于：包括教练站(1)和多个本船(6)，所述的教练站(1)与多个本船(6)通过局域网连接，本船(6)与本船(6)之间通过局域网进行通信；所述的教练站(1)作为指挥中心，包括设置练习模块(2)、发送练习模块(4)、设置试题模块(3)和发送试题模块(5)；所述的本船(6)作为考试训练端，包括用户交互界面模块(7)、设备交互界面模块(8)、视景显示模块(9)、运动数学模型模块(10)和数据库(11)；/n所述的教练站(1)负责训练任务设置、训练过程监管、考试内容设置和考试结果评估；所述的设置练习模块(2)用于设置训练的气象条件、水文条件和港口条件，并设置训练科目和场景，根据训练内容确定学员数量并为学员分配训练角色，教练站(1)在发送练习模块(4)通过局域网将训练任务发送到各个本船(6)；学员在本船(6)上进行协同操纵训练，本船(6)主机记录操纵数据；如果需要对学员操纵内容进行评估，则通过设置试题模块(3)设置试题，并通过发送试题模块(5)发送试题给学员，在学员完成操纵内容并提交操纵结果后，教练站(1)将对操纵内容进行评估打分同时将操纵数据及评估内容传到数据库(11)；/n所述的用户交互界面模块(7)包括全船二维和三维快速导航、辅助窗口观察视角、辅助船员命令菜单、警告信息提示窗、帮助信息提示窗、联网设置菜单、操纵开始及提交菜单；/n所述的设备交互界面模块(8)包括船体、驾驶室、码头缆桩以及系泊设备的三维模型，所述的系泊设备包括系船缆、导缆装置、挽缆装置、绞缆机械、卷缆车及属具，学员利用鼠标或键盘在虚拟船舶上漫游并与设备模型进行交互，同时利用语音识别技术对特定的设备进行交互操纵；本船(6)记录并保存每步操纵内容，操纵结束后，将操纵记录发送到数据库(11)；/n所述的视景显示模块(9)包括外界环境、目标船模型和本船船体模型，外界环境包括气象条件、水文条件和港口条件，目标船显示不同种类的船型，本船(6)船体模型包括整船的固定模型和可交互模型；/n所述的运动数学模型模块(10)包括系船缆被撇出后的抛物线运动模型、系船缆在各种状态下的运动模型和船舶在水面运动受到外界环境因素影响下的运动模型；/n所述的系船缆在各种状态下的运动模型，包括系船缆在绞缆机滚筒上的圆柱螺旋线模型和系船缆伸出滚筒的悬链线模型；以出缆孔处为原点建立悬链线模型的直角坐标系O-xy；x为系船缆横向坐标，指向码头缆桩；y为系船缆纵向坐标，指向水面；/n所述的圆柱螺旋线模型为：/n