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研究生: 江建輝
Chiang, Jian-Huei
論文名稱: 船舶於不規則波浪中之虛擬動態模擬之研究
The study on the virtual dynamic simulation for the ship moving in irregular wave
指導教授: 方銘川
Fang, Ming-Chung
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 系統及船舶機電工程學系
Department of Systems and Naval Mechatronic Engineering
論文出版年: 2004
畢業學年度: 92
語文別: 中文
論文頁數: 77
中文關鍵詞: 六軸運動平台虛擬實境船舶操縱
相關次數: 點閱:40下載:3
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  • 中文摘要
      本論文以結合耐海性與操縱性之船體運動方程式來模擬船隻在不規則波浪中之運動並結合六軸運動平台,做更實際之模擬。虛擬實境系統主要利用WorldToolKit (WTK)以及3D StudioMax軟體來建構完成。並透過三槍投影機、投影螢幕、操作平台、六軸運動平台等周邊硬體設備來達到擬真效果。
      對於六軸運動平台之控制,則透過一台筆記型電腦計算船舶的六度運動,將俯仰及橫搖的值計算出來以後,藉著RS232傳輸給六軸運動平台的控制系統,經過數位類比轉換和類比數位轉換,令平台產生動作,而對於其餘之四度運動則交由場景來模擬。目前本論文所發展之整個系統運作已達到預期目標,將來再以此為基礎進一步可開發出多人虛擬實境系統。

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    目錄 中文摘要 I 誌謝 II 目錄 III 表目錄 VI 圖目錄 VII 符號說明 X 第一章 緒論 1 1-1前言 1 1-2研究動機及目的 2 1-3文獻回顧 3 1-4論文架構 5 第二章 數學模式 6 2-1座標系統 6 2-2六度運動方程式 7 2-3不規則波之模擬 8 第三章 虛擬實境操縱模擬系統之軟體架構 10 3-1虛擬實境之物件模型建構 10 3-1.1 港灣的建立 10 3-1.2 港灣旁的建築物建立 11 3-1.3 港灣和建築物的結合 12 3-2 WorldToolKit 12 3-2.1 WTK模擬迴圈之流程 13 3-2.2 World Tool Kit(WTK)操船模擬系統的建立 16 3-3 碰撞功能的加入 17 3-4 海圖的加入 20 3-5 港口建築物的增加 24 第四章 虛擬實境操縱模擬系統之硬體架構 26 4-1 硬體架構介紹 26 4-1.1 操作平台 26 4-1.2 監控平台 27 4-1.3 模擬平台 28 4-2 監控平台和模擬平台間的信號傳遞 28 4-3 六軸運動平台 29 4-3.1 六軸運動平台簡介 29 4-3.2 史都華六軸運動平台的三大系統 30 4-4史都華六軸運動平台控制 36 4-4.1 逆向運動學推導 ( Inverse Kinematics ) 38 4-4.2 史都華六軸運動平台之位置控制 39 4-5 六軸運動平台和模擬平台間之訊息傳遞 41 第五章 虛擬實境操船系統與六軸運動平台之系統整合 43 5-1 模擬平台與監控平台的整合 43 5-1.1模擬平台(虛擬動態場景)與監控平台整合 43 5-1.2六軸運動平台與虛擬動態場景整合 45 5-2 實例比較 49 5-2.1規則波及不規則波波形之比較 50 5-2.2規則波及不規則波之迴旋比較 52 5-2.3規則波及不規則波操船給定初始速度不操舵比較53 5-3 虛擬實境系統整合之分析和結果討論 57 5-3.1即時性之分析 57 5-3.2 結果討論(一) 60 5-3.3 結果討論(二) 64 第六章 結論與未來展望 71 參考文獻 73 自述 77

    參考文獻
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    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2004-07-20公開
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