海洋平台水下安防系统构建及三维视景仿真

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1、分类号：___________密级：___________UDC：___________编号：___________工学硕士学位论文海洋平台水下安防系统构建及三维视景仿真硕士研究生：吴陈指导教师：王立权教授学科、专业：机械工程论文主审人：张岚副教授哈尔滨工程大学2018年1月分类号：___________密级：___________UDC：___________编号：___________工学硕士学位论文海洋平台水下安防系统构建及三维视景仿真硕士研究生：吴陈指导教师：王立权教授学位级别：工学硕士学科、专业：机械工程所在单位：机电工程学院论文提交日期：2018年1

2、月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngMarinePlatformUnderwaterSecuritySystemConstructionandThree-dimensionVisualSimulationCandidate:WuChenSupervisor:Prof.WangLiquanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MechanicalEngineering

3、DateofSubmission:Jan,2018DateofOralExamination:Mar,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日

4、哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编

5、等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日哈尔滨工程大学硕士学位论文海洋平台水下安防系统构建及三维视景仿真摘要三维视景仿真技术作为一种新兴的虚拟现实技术，在水下安防方面具有广阔的应用前景。本文应用三维视景仿真技术，在传统安防技术基础上，将入侵目标物的数据信息可视化，通过视景显示的方式实现对整个海上油田的安防功能，可以使非专业的人员通过三维视景也能对油田的隐患做出准确地判断。水下安防系统以南海流花11-1半潜式平台为安防中心，通过显示安防中心附近海域的动画场景，来实现对平台所处海域场景的监控和安防。对于上述内容本文的主要研究工作如下：对水下安防系统进行构建

6、，构建内容包括水下安防系统的整体布局、物理模型、三维视景界面以及水下安防系统的功能模块。利用三维建模软件建立水下安防系统中采油平台、水下采油树、入侵目标物等模型，并将三维模型导入到三维视景软件中进行渲染、贴图处理，并在采油平台周围布置虚拟的海洋和天空环境来模拟真实的安防环境。根据水下安防系统的硬件需求分析，确定了水下安防系统的硬件方案；根据水下安防系统的软件需求分析，确定了水下安防系统的开发软件。本文研究了安防系统水下目标物的入侵模型，水下目标物的入侵模型包括水下目标物的真实模型和虚拟样机模型。使用滤波和插值等方法对水下目标物的真实数据中的噪声进行处理；对水下目

7、标物的虚拟样机模型受力分析，建立虚拟样机模型的动力学模型，建立相关的控制系统对动力学模型解耦、简化，并使用MATLAB解算微分方程组得出虚拟样机模型的运动规律。确定了水下安防系统功能模块的开发语言、开发环境，基于水下安防系统对数据储存的功能分析，确定了核心数据库和本地数据库的应用软件，利用SQL语言对核心数据库和本地数据库进行开发，设计了储存实时数据和回放数据的数据表。在.NET的开发环境下，使用C#语言并利用TCP/IP通信协议设计和开发了通信模块的服务器和客户端。对水下安防系统进行三维视景仿真测试，确定安防系统的仿真方案，利用水下目标物的虚拟样机模型仿真出的

8、入侵信息来测试水下安防系