【技术实现步骤摘要】
虚实混合一体化仿真的智能船多通道交互模拟系统和方法
[0001]本申请属于智能船舶自主航行仿真模拟
，具体涉及虚实混合一体化仿真的智能船多通道交互模拟系统和方法。
技术介绍
[0002]由于实船海上实验风险较大且成本过高，因此智能船舶仿真模拟实验平台及相关技术实验系统的研发正在逐渐成为该领域所急需解决的问题。而现有的智能船仿真模拟系统存在缺乏一体化仿真实验环境、海上力学环境失真、难以还原智能化船舶
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传统自动化船舶混行的人
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机混合的海上交通态势、虚拟仿真实验沉浸感较差等诸多局限性，并且针对某一特定的智能船自主行为模型、算法、软件或硬件系统，现有系统无法提供其全生命周期的仿真模拟实验环境。
技术实现思路
[0003]为解决现有技术所存在的问题，本申请提出了虚实混合一体化仿真的智能船多通道交互模拟系统和方法，基于数字孪生及一体化系统仿真理论，面向智能船自主航行技术的实验研究需求，采用虚实混合及多人在环的仿真模拟技术，构建可用于软件在环、硬件在环和人在环路三种虚实混合架构
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.虚实混合一体化仿真的智能船多通道交互模拟系统，其特征在于，包括一体化仿真模拟环境子系统、数据中心、水域信息采集设备、实船
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航行水域环境子系统、局域网接入管理联邦子系统、多通道分布式终端子系统和多自由度座舱及其驱动模块子系统；所述实船
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航行水域环境子系统为实际船舶及其所处水域环境的耦合系统，生成实船
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水域耦合数据，所述实船
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航行水域环境子系统还用于将所述实际船舶的航行状态发送至所述数据中心；所述水域信息采集设备用于采集实验水域信息，所述实验水域信息包括实验水域环境中实船航行状态与会遇局面的相对真值数据以及实时环境数据；所述多通道分布式终端子系统用于通过分布式终端设置虚拟干扰船，模拟多船海上交通场景；所述局域网接入管理联邦子系统用于构建所述多通道分布式终端子系统；并管理所述分布式终端之间的数据连接；所述数据中心用于所述水域信息采集设备、实船
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航行水域环境子系统和所述一体化仿真模拟环境子系统之间的数据传输管理，所述数据中心还用于基于所述实船
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水域耦合数据、所述实际船舶的所述航行状态和所述实验水域信息，构建用于所述一体化仿真模拟环境子系统进行仿真实验的虚拟障碍船；所述多自由度座舱及其驱动模块子系统用于控制任意虚拟船，所述虚拟船包括所述虚拟干扰船和所述虚拟障碍船；所述一体化仿真模拟环境子系统用于根据所述实船
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水域耦合数据、所述实际船舶的所述航行状态和所述实验水域信息，构建具有实船海上航行特征的三维映射空间，所述三维映射空间作为虚拟场景，结合所述虚拟船，用于进行智能船多通道交互模拟实验。2.根据权利要求1所述的虚实混合一体化仿真的智能船多通道交互模拟系统，其特征在于，所述实船
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航行水域环境子系统中，所述实际船舶安装有平行控制终端和数据采集模块；所述平行控制终端用于控制所述实际船舶的航向和航速；所述数据采集模块用于采集所述实际船舶的所述航行状态，并将所述航行状态发送至所述数据中心。3.根据权利要求1所述的虚实混合一体化仿真的智能船多通道交互模拟系统，其特征在于，所述多通道分布式终端子系统包括多通道交互数据传输模块、通道权限管理模块、虚拟干扰船管理模块、人机交互管理模块和客户端场景复现模块；所述多通道交互数据传输模块用于所述一体化仿真模拟环境子系统与所述分布式终端之间的数据传输；所述通道权限管理模块用于管理所述分布式终端的可操作行为权限；所述虚拟干扰船管理模块用于创建所述虚拟干扰船，和/或控制已有的所述虚拟干扰船；所述人机交互管理模块用于在环人类与虚拟场景之间的信息交互；所述客户端场景复现模块用于接收模拟实验的模拟框架数据，并在客户端场景内复
现。4.根据权利要求1所述的虚实混合一体化仿真的智能船多通道交互模拟系统，其特征在于，所述局域网接入联邦管理系统采用星型松耦合布局，用于分布式通讯中的各所述分布式终端之间的负载均衡、容错容灾、断点重连。5.根据权利要求1所述的虚实混合一体化仿真的智能船多通道交互模拟系统，其特征在于，所述数据中心基于数字孪生空间数据驱动的特性，利用虚拟感知数据，构建模拟实验中的所述虚拟障碍船。6.根据权利要求1所述的虚实混合一体化仿真的智能船多通道交互模拟系统，其特征在于，所述多自由度座舱及其驱动模块子系统包括上位机被控请求管理模块、场景复现模块、虚拟船操控模块和虚拟船运动体感解算模块；所述上位机被控请求管理模块用于接收与处理所述分布式终端发送的虚拟船被控请求，若同意控制该虚拟船，则所述分布式终端将控制权限移交多自由度座舱并发送场景与障碍船列...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓原，王全政，王刚，韩俊彦，陈龙飞，史慧丽，钟馥声，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：
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