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智能船舶远程辅助驾驶3D场景构建关键技术研究

孙晓雪 王胜正 殷非 谢宗轩

孙晓雪, 王胜正, 殷非, 等. 智能船舶远程辅助驾驶3D场景构建关键技术研究[J]. 中国舰船研究, 2020, 37(X): 1–7 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01743
引用本文: 孙晓雪, 王胜正, 殷非, 等. 智能船舶远程辅助驾驶3D场景构建关键技术研究[J]. 中国舰船研究, 2020, 37(X): 1–7 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01743
SUN X X, WANG S Z, YIN F, et al. Key technologies of 3D scene construction for remote assisted driving of intelligent ships[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2020, 37(0): 1–7 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01743
Citation: SUN X X, WANG S Z, YIN F, et al. Key technologies of 3D scene construction for remote assisted driving of intelligent ships[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2020, 37(0): 1–7 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01743

智能船舶远程辅助驾驶3D场景构建关键技术研究

doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01743
基金项目: 国家重点研发计划项目资助(2019YFB1600605);上海市科技创新行动计划社会发展科技领域项目资助(18DZ1206101)
详细信息
    作者简介:

    孙晓雪,女,1997年生,硕士生。研究方向:航海仿真。E-mail:xxsuncn@163.com

    王胜正,男,1976年生,博士,教授,博士生导师。研究方向:航海仿真,智能船舶航行,大数据应用技术,机器学习。E-mail:szwang@shmtu.edu.cn

    殷非,男,1984年生,高级工程师。研究方向:船舶智能系统。E-mail:znxtk704@163.com

    谢宗轩,男,1983年生,博士,讲师。研究方向:极地航行,智能航海,航海数学。E-mail:zxxie@shmtu.edu.cn

    通信作者:

    王胜正

  • 中图分类号: U675.7

Key technologies of 3D scene construction for remote assisted driving of intelligent ships

  • 摘要:   目的  为实现对智能船舶航行全寿期岸基远程监控和管理,研究基于虚拟现实技术的船舶远程辅助驾驶支持系统。  方法  通过实时采集和融合船舶航行态势信息及船舶周围动、静态目标信息,利用虚拟现实技术全方位、多视角地重构和呈现船舶航行场景,建立船舶碰撞风险预测模型,以三维动态形式显示船舶周边相对于本船航行的危险关系。  结果  该系统能够准确显示船舶真实航行场景及其状态信息,可提供三维多视角的瞭望功能,不仅为船端驾驶人员提供了全面的航行信息,还实现了岸基远程辅助驾驶支持能力。  结论  研究成果可为船岸一体化智能体系建设提供技术支持和保障。
  • 图  1  系统框架结构图

    Figure  1.  Structural diagram of system framework

    图  2  仿射变换

    Figure  2.  Affine transformation

    图  3  部分等水深区域

    Figure  3.  Partial bathymetric area

    图  4  目标船舶碰撞风险值计算流程图

    Figure  4.  Flow chart for calculating collision risk value of target ship

    图  5  三维碰撞预测警示显示

    Figure  5.  Three-dimensional display of collision prediction warning

    图  6  三维多视角显示

    Figure  6.  3D multi-view display

    图  7  电子海图与系统显示效果图

    Figure  7.  Comparison on 3D display of electronic chart and simulation system

  • SCHIARETTI M, CHEN L Y, NEGENBORN R R. Survey on autonomous surface vessels: part I-a new detailed definition of autonomy levels[C]//Proceedings of the 8th International Conference on Computational Logistics. Southampton: Springer, 2017: 219–233.
    ALVES J, OLIVEIRA P, OLIVEIRA R, et al. Vehicle and mission control of the delfim autonomous surface craft[C]//2006 14th Mediterranean Conference on Control and Automation. Ancona: IEEE, 2006: 1–6.
    LEVANDER O. Autonomous ships on the high seas[J]. IEEE Spectrum, 2017, 54(2): 26–31. doi: 10.1109/MSPEC.2017.7833502
    FRYDENBERG S, NORDBY K, EIKENES J O. Exploring designs of augmented reality systems for ship bridges in arctic waters[C]//RINA -International Conference on Human Factors 2018. London: The Royal Institution of Naval Architects, 2018.
    SHEN X T, CHONG Z J, PENDLETON S, et al. Teleoperation of on-road vehicles via immersive telepresence using off-the-shelf components[C]//Proceedings of the 13th International Conference on Intelligent Autonomous Systems. Cham: Springer, 2016: 1419–1433.
    HOSSEINI A, LIENKAMP M. Enhancing telepresence during the teleoperation of road vehicles using hmd-based mixed reality[C]//2016 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV). Gothenburg: IEEE, 2016: 1366–1373.
    LAGER M, TOPP E A, Malec J. Remote supervision of an unmanned surface vessel - a comparison of interfaces[C]//The 14th ACM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction. Daegu: IEEE, 2019: 546–547.
    PORATHE T. 3-D nautical charts and safe navigation[D]. Mälardalen: Mälardalen University, 2006.
    李昂, 徐方逸, 王顺顺. 船舶动态监控系统的开发[J]. 中国舰船研究, 2007, 2(2): 48–51. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2007.02.012

    LI A, XU F Y, WANG S S. Development of ship dynamic monitoring system[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2007, 2(2): 48–51 (in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2007.02.012
    沈智鹏, 郭晨, 石林龙. 船舶远程操纵仿真系统的研究[J]. 系统仿真学报, 2009, 21(7): 2098–2101.

    SHEN Z P, GUO C, SHI L L. Research on ship remote manoeuvring simulation system[J]. Journal of System Simulation, 2009, 21(7): 2098–2101 (in Chinese).
    黄一, 王鸿东, 程锋瑞, 等. 基于时序数据库的无人船信息管理系统设计与性能测试[J]. 中国舰船研究, 2019, 14(4): 161–166.

    HUANG Y, WANG H D, CHENG F R, et al. Design and performance test of USV information management system based on time-series database[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2019, 14(4): 161–166 (in Chinese).
    毕修颖, 贾传荧, 谷春国. 最小安全会遇距离和注意会遇距离的确定[J]. 大连海事大学学报, 2001, 27(1): 24–28. doi: 10.3969/j.issn.1006-7736.2001.01.006

    BI X Y, JIA C Y, GU C G. Determination of the minimum distance of the safe point of approach and attention DCPA[J]. Journal of Dalian Maritime University, 2001, 27(1): 24–28 (in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1006-7736.2001.01.006
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-08-31
  • 修回日期:  2020-10-10
  • 网络出版日期:  2020-12-10

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