无人驾驶船舶航道平台构建的仿真研究与实现开题报告

 2022-08-26 16:18:32

全文总字数:4887字

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1目的及意义

水路运输作为主要的运输方式之一,由于具有运量大、成本低等优势,在货物运输中起到了越来越关键的作用。随着陆上交通领域智能技术研究和应用的深入,无人驾驶汽车的研发取得了空前的成功。谷歌无人驾驶汽车已接近实用。由此,人们自然就联想和对应到水上运输领域。无人驾驶船舶是未来船舶的发展方向。

目前,国内外众多机构对无人驾驶船舶投入了大量的人力和物力,开展理论研究、技术研发和试验工作主要基于以下原因: 其一,一般认为超 过80%的海上事故与人为因素有关,而无人驾驶 船舶由于采用了先进的自动感知技术和智能决策技术,能够替代船员做出决策,克服了人为因素所 造成的失误,因此,能够极大地降低海上事故发生的概率。 其二,当前无人驾驶船舶尚处于前期发展阶段,研究者都在努力抢占技术制高点。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究内容

在目前研究无人驾驶船舶的方法中,多是采用2D建模,搭建二维仿真环境,而在虚拟现实在海上交通方面应用中,又偏向于研究船舶运动模型。本文使用游戏3D引擎搭建3D仿真环境,实现船舶航道平台构建。在平台中模拟船舶在水面上的运动状态,实现航道及航行环境搭建,根据船舶运动方程,设计并编程实现无人驾驶船舶的航行控制,并实现在特殊场景下船舶的控制,实现动态场景展示。仿真平台要模拟现实中船舶的运动,这涉及到了船舶的运动学方程、无人驾驶船舶的相关理论、计算机建模仿真等知识。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅关于虚拟现实、无人驾驶船舶、船舶运动模型的资料,明确研究内容,了解平台仿真与实现所需理论基础,完成开题报告。

第4-5周:确定系统总体方案,完成英文资料的翻译,熟悉游戏引擎、3D建模等软件的使用。

第6-9周:设计各个模块步骤的流程图及功能,详细说明各个功能模块的实现。

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4. 参考文献(不低于12篇)

[1] 伍朝辉, 郭瑜, 王辉, 苗许娜. 虚拟现实交通运输应用研究综述[J]. 系统仿真学报, 2016, (10): 2289-2297 2303.

[2] Chen, F., et al. Virtual Reality for Digital User Experience and Interactive Learning Based on User Satisfaction: A Pilot Study[C]. 2016 International Conference on Computational Science and Computational Intelligence (CSCI), 2016:374-377.

[3] Guilherme Riter Postal, Willingthon Pavan, Rafael Rieder. A Virtual Environment for Drone Pilot Training Using VR Devices[C]. 2016 XVIII Symposium on Virtual and Augmented Reality (SVR), 2016:183-187.

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