ROV作業(yè)視景仿真技術(shù)研究.pdf

1、海上油氣田水下設(shè)施應(yīng)急維修作業(yè)具有環(huán)境復(fù)雜、作業(yè)狀態(tài)難以預(yù)判、風(fēng)險(xiǎn)巨大以及作業(yè)人員培訓(xùn)困難等特點(diǎn)。ROV水下作業(yè)仿真模擬培訓(xùn)系統(tǒng),使得在虛擬環(huán)境中對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行崗位培訓(xùn)成為可能,使作業(yè)人員認(rèn)識(shí)和感知操作要求和作業(yè)流程,學(xué)習(xí)操作規(guī)程,提高安全意識(shí);可對(duì)水下作業(yè)進(jìn)行預(yù)演,評(píng)價(jià)作業(yè)方案的可行性,提高作業(yè)效率及作業(yè)安全性。
　　ROV作業(yè)視景仿真分系統(tǒng)是ROV水下作業(yè)仿真模擬培訓(xùn)系統(tǒng)的重要組成部分,通過可視化技術(shù)逼真模擬三維模型和海洋環(huán)境

2、,生成ROV遙控操縱、觀察、檢測(cè)等訓(xùn)練場(chǎng)景,為作業(yè)評(píng)估人員提供逼真的水下作業(yè)景象,用于判定作業(yè)的可行性、有效性。
　　本文圍繞ROV作業(yè)視景仿真技術(shù),從以下幾個(gè)方面展開研究:
　　首先,應(yīng)用三維建模軟件MultigenCreator,根據(jù)真實(shí)照片和尺寸建立了靜態(tài)三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)。繼而著重研究了OpenGL與VegaPrime的接口(VSG接口)技術(shù),并基于南海真實(shí)海底地形高程數(shù)據(jù)和紋理貼圖,利用OpenGL繪圖語(yǔ)言在VegaP

3、rime平臺(tái)下實(shí)時(shí)繪制生成海底地形。其中,地形的繪制采用基于規(guī)則網(wǎng)格的多分辨率地形生成技術(shù)和紋理映射方法,較好地解決了三維地形中的時(shí)空連續(xù)性問題;而虛擬場(chǎng)景實(shí)時(shí)圖形繪制加速技術(shù)的運(yùn)用,提高了三維地形實(shí)時(shí)繪制的效率。
　　其次,為了真實(shí)展現(xiàn)柔性臍帶纜在深海作業(yè)時(shí)的形態(tài),本文采用凝集參數(shù)法對(duì)柔性臍帶纜進(jìn)行簡(jiǎn)化和受力分析,建立水動(dòng)力方程并求解?；诘玫降臄?shù)值解,利用OpenGL對(duì)柔性臍帶纜進(jìn)行動(dòng)態(tài)繪制,并采用VSG接口技術(shù)將其與Vega

4、Prime中預(yù)設(shè)的ROV模型銜接起來,完成ROV柔性臍帶纜的動(dòng)態(tài)模擬。
　　再次,為了真實(shí)模擬螺旋槳的水花特效,利用Fluent計(jì)算螺旋槳的水動(dòng)力性能并提取了螺旋槳周圍的流場(chǎng)數(shù)據(jù),再根據(jù)該數(shù)據(jù)在VegaPrime中的粒子系統(tǒng)平臺(tái)下進(jìn)行螺旋槳水花特效仿真。
　　最后,完成了場(chǎng)景漫游、ROV運(yùn)動(dòng)可視化、聲吶仿真、碰撞檢測(cè),三通道顯示等模塊的仿真設(shè)計(jì),利用VC++編程整合各功能模塊,實(shí)現(xiàn)ROV水下作業(yè)視景的渲染和驅(qū)動(dòng)。