【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船舶体感计算，尤其涉及一种基于航海模拟器的船舶动态体感仿真方法。
技术介绍
1、传统的航海模拟器基本使用视觉显示的方式实现船舶运动，该方法将模拟器布置于平地上通过显示船舶驾驶视角实时虚拟视景进行船舶运动显示；此外，仍有少部分航海模拟器通过运动平台进行船舶运动信息模拟，而该方法基本使用航海模拟器中船舶姿态数据进行船舶运动信息模拟。
2、然而，现有的航海模拟器的船舶运动信息模拟方法，忽略了船员在船舶驾驶中的体感加速度与角速度，使得航海模拟器无法完全获取船员在船舶驾驶中的体感速度，进而造成航海模拟器的模拟效果不够全面的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于航海模拟器的船舶动态体感仿真方法，以克服上述技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种基于航海模拟器的船舶动态体感仿真方法，包括：
4、s1：基于海浪绘制方法，根据航海模拟器中的船舶运动模型设置船舶海浪高度的采样点；
5、s2：根据已有的虚拟海浪获取对应采样点的船舶加速度与船舶角速度；
6、且所述船舶加速度包括船舶纵向加速度、横向加速度以及垂向加速度；
7、所述船舶角速度包括横摇角速度、纵摇角速度以及艏摇角速度；
8、s3：根据对应船舶采样点的船舶加速度获取船员人体感知加速度；
9、所述人体感知加速度包括体感横向加速度、体感垂向加速度以及体感纵向加速度；
10、s4：基
11、根据船员人体感知加速度与船舶角速度，获取用于对船舶航海模拟器体感模拟实时修正的体感误差，以根据体感误差动态调整高通滤波器的放大系数；
12、s5：根据体感误差动态调整高通滤波器的放大系数，获取航海模拟器的六自由度运动平台的平动位移量与旋转角度，以实现对船舶的动态体感仿真。
13、进一步的，s1中所述基于海浪绘制方法，根据航海模拟器中的船舶运动模型设置船舶海浪高度的采样点的设置规则为
14、基于海浪绘制方法，将采样点的水平位置点按照虚拟场景内船舶运动模型所处静水条件下，沿着船水接触线均匀分布，且以船艏线为基准的左舷采样点与右舷采样点位置成镜像对应设置；
15、根据船舶设计吃水线，设置船舶海浪高度的采样点为
16、spi(x,y,z,typex,typez),i＝1,2,…,n,
17、式中：n表示采样点总数,且采样点在航海模拟器的虚拟引擎中作为设定的船舶子物体随船舶平动转动；z、x分别表示虚拟引擎中预设坐标系下北向与东向坐标；y表示采样点根据世界坐标获取的当前位置与海面高度的差值；typex,typez分别表示对应坐标下的采样点数据。
18、进一步的，所述s2具体包括以下步骤
19、s21：根据已有的虚拟海浪，计算并获取船舶海浪高度的采样点的左舷采样点与右舷采样点的浪高平均数据，其表达式为
20、
21、式中：totalleft表示所有左舷采样点的虚拟海浪的浪高数据总和；totalright表示所有右舷采样点的浪高数据总和；spleft表示左舷采样点的浪高平均数据；spright表示右舷采样点的浪高平均数据；
22、s22：计算并获取船舶海浪高度的采样点的船艏采样点与船艉采样点的浪高平均数据，其表达式为
23、
24、式中：totalforward表示所有船艏采样点的虚拟海浪的浪高数据总和；
25、totalback表示所有船艉采样点的浪高数据总和；spforward表示船艏采样点的浪高平均数据；spback表示船艉采样点的浪高平均数据；ci表示船舶的俯仰采样系数；
26、s23：根据左舷采样点与右舷采样点的浪高平均数据，获取船舶的横摇角加速度，其表达式为
27、
28、式中：rollacc表示船舶的横摇角加速度；croll表示横摇角加速度系数；rollmax表示该型船舶限定的横摇角度；rollnow表示当前船舶横摇角度；
29、并根据船舶的横摇角加速度获取船舶横摇角速度，表达式为
30、
31、式中：表示t+t时刻船舶横摇角速度；表示t时刻船舶横摇角速度；t表示时间步长；
32、s24：根据船艏采样点与船艉采样点的浪高平均数据，获取船舶纵摇加速度，其表达式为
33、
34、式中：pitchacc表示纵摇角加速度，cpitch表示纵摇角加速度系数，pitchmax表示该型船舶限定的纵摇角度；pitcht表示当前船舶纵摇角度；
35、并根据船舶的横摇角加速度获取船舶纵摇速度，表达式为
36、
37、式中：表示t+t时刻船舶纵摇角速度；表示t时刻船舶纵摇角速度；
38、s25：根据船舶姿态计算重力加速度的纵向分量与横向分量，且所述船舶姿态包括船舶纵摇角与船舶横摇角，其表达式为
39、shipaccbygz＝g*sin(pitchnow*deg2rad)
40、shipaccbygx＝-1*g*sin(rollnow*deg2rad)
41、式中：g表示重力加速度；deg2rad表示角度转弧度值；shipaccbygz表示重力加速度的纵向分量；shipaccbygx表示重力加速度的横向分量；pitcht表示当前船舶纵摇速度；rollt表示当前船舶横摇角速度；
42、s26：将航海模拟器的虚拟引擎中的船员作为船舶子物体，以得到船员在船舶中的船员人体局部坐标；
43、且所述船员人体局部坐标包括纵向局部坐标presonposz与横向局部坐标presonposx；
44、并根据船员人体局部坐标计算船体纵摇运动与横摇运动时，在该坐标位置产生的线速度，以获取船舶的纵摇线加速度与横摇线加速度，其表达式为linvelz＝presonposz*pitchspeed*deg2rad
45、linvelx＝presonposx*rollspeed*deg2rad
46、
47、
48、式中：表示t时刻的纵摇线速度；表示t-t时刻的纵摇线速度；表示t时刻的横摇线速度；表示t-t时刻的横摇线速度；linaccz表示船舶的纵摇线加速度；linaccx表示船舶的横摇线加速度；
49、s27：采用已有的航海模拟器的船舶mmg运动解算插件，获得船舶运动模型的船舶纵向解算加速度acczship、横向解算加速度accxship、垂向解算加速度accyship以及艏摇角速度yawspeed；
50、并根据船舶的纵摇线加速度与横摇线加速度，获取对应采样点的船舶加速度，即为船舶提供船员船舶子物体位置点的加速度数据，其表达式为
51、posaccx本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于航海模拟器的船舶动态体感仿真方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于航海模拟器的船舶动态体感仿真方法，其特征在于，S1中所述基于海浪绘制方法，根据航海模拟器中的船舶运动模型设置船舶海浪高度的采样点的设置规则为
3.根据权利要求2所述的一种基于航海模拟器的船舶动态体感仿真方法，其特征在于，所述S2具体包括以下步骤
4.根据权利要求3所述的一种基于航海模拟器的船舶动态体感仿真方法，其特征在于，S3中所述根据对应船舶采样点的船舶加速度获取船员人体感知加速度，具体为
5.根据权利要求4所述的一种基于航海模拟器的船舶动态体感仿真方法，其特征在于，所述S4具体包括以下步骤；
6.根据权利要求5所述的一种基于航海模拟器的船舶动态体感仿真方法，其特征在于，S5中所述航海模拟器的六自由度运动平台的平动位移量与旋转角度的获取公式为
【技术特征摘要】
1.一种基于航海模拟器的船舶动态体感仿真方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于航海模拟器的船舶动态体感仿真方法，其特征在于，s1中所述基于海浪绘制方法，根据航海模拟器中的船舶运动模型设置船舶海浪高度的采样点的设置规则为
3.根据权利要求2所述的一种基于航海模拟器的船舶动态体感仿真方法，其特征在于，所述s2具体包括以下步骤
4.根据权利要求3所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宇飞，
申请(专利权)人：大连海大智龙科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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