Использование технологии дополненной реальности как элемента системы поддержки принятия решений судоводителя

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………...

1 ТЕХНОЛОГИИ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ…………………………...
1.1 Общие сведения…………………………………………………………
1.2 Технологии дополненной реальности в судовождении……………...

2 ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ…………
2.1 Теория принятия решений……………………………………………...
2.2 Система поддержки принятия решений………………………………..
2.3 СППР при управлении движением транспортных средств…………...
2.4 СППР для определения направления движения транспортного средства…………………………………………………………………………….
2.5 Судовые СППР судоводителя для прогнозирования возникновения нештатной ситуации по ходу движения………………………………………….

3 АНАЛИЗ АЛГОРИТМА И ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА РАСЧЕТА, ПОСТРОЕНИЯ И ВИЗУАЛИЗАЦИИ ПТДС ДЛЯ СППРС ПРИ УПРАВЛЕНИИ СУДНОМ В СТЕСНЕННЫХ НАВИГАЦИОННЫХ УСЛОВИЯХ………………………………………………
3.1 Функциональная схема СППРС для реализации ПТДС при управлении движением судна……………………………………………………..
3.2 Архитектура ПАК для СППРС при управлении движением водоизмещающего судна………………………………………………………….
3.3 Программный комплекс построения ПТДС…………………………...
3.4 Инструментальная реализация программного комплекса «ПОВОРОТ» на борту судна……………………………………………………...
3.5 Методика настроек программно-аппаратного комплекса для учета характеристик судна……………………………………………………………….
3.6 Натурный эксперимент в реальных условиях маневрирования судна

4 РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ЦИРКУЛЯЦИИ СУДНА……………………………

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………………………. 7

8
8
17

24
24
26
30

32

35




38

38

41
44

47

47
51

57

69

72

Весь текст будет доступен после покупки

В современных условиях развития инновационных технологий приоритетным направлением является разработка и всестороннее внедрение во всех сферах деятельности общества цифровых технологий, базирующихся на достижениях прикладной математики, теории автоматического управления, микро- и наноэлектроники, создании всевозможных телекоммуникационных решений, искусственного интеллекта и новых методологий его применения в процессах управления.
Несмотря на то, что судовождение и судостроение являются относительно консервативными областями человеческой производственной деятельности, их развитие невозможно без активного внедрения цифровых средств автоматизации и управления различными технологическими процессами. Анализ актуального состояния в части применения на водном транспорте программно-аппаратных решений показывает, что очередной этап их внедрения в эксплуатационную практику связан с исследованиями и разработками средств мониторинга и поддержки управления судовыми технологическими процессами, позволяющими повысить эффективность их реализации.
Целью работы является повышение навигационной безопасности маневрирования при управлении движением по курсу водоизмещающего судна на ближних дистанциях в СНУ.
Задачами работы являются: изучение современных технологий дополненной реальности; обоснование востребованности использования цифровых систем поддержки принятия решений в судовождении; анализ алгоритма и программно-аппаратного комплекса расчета, построения и визуализации ПТДС для СППРС при управлении судном в стесненных навигационных условиях.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ТЕХНОЛОГИИ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ


1.1 Общие сведения

Модель смешанной (гибридной) реальности, или континуума реальности-виртуальности (рисунок 1.1.1), впервые описана в 1994 году. Смешанная реальность определена как система, в которой объекты реального и виртуального миров сосуществуют и взаимодействуют в реальном времени, в рамках виртуального континуума. Промежуточными звеньями в этой модели являются дополненная реальность и дополненная виртуальность. Дополненная реальность ближе к реальному миру, а дополненная виртуальность - ближе к виртуальному.


Рисунок 1.1.1 - Модель гибридной реальности

Авторы модели выделили ее основные элементы:
- Полная реальность - привычный мир, который нас окружает;
- Виртуальная реальность - цифровой мир, полностью созданный с помощью современных компьютерных технологий;
- Дополненная реальность - реальный мир, который «дополняется» виртуальными элементами и сенсорными данными;
- Дополненная виртуальность - виртуальный мир, который «дополняется» физическими элементами реального мира.
В данном случае рассматриваются, прежде всего, дополненная реальность и виртуальная реальность. Принципиальное различие между ними состоит в том, что виртуальная реальность конструирует полностью цифровой мир, полностью ограничивая доступ пользователя к реальному миру, а дополненная реальность лишь добавляет элементы цифрового мира в реальный, видоизменяя пространство вокруг пользователя.
В виртуальной реальности среда создается посредством комплексного воздействия на его восприятие с использованием шлемов виртуальной реальности или иных технических средств, которые динамически обновляют видимое пользователем пространство.
В человеческом мозге нейроны реагируют на виртуальные элементы так же, как и на элементы реального мира. Поэтому человек воспринимает виртуальную среду и реагирует на происходящие внутри виртуального мира события точно так же, как на имеющие место в реальности.
Термин «виртуальная реальность» получил распространение в середине 1980-х годов, употребил и популяризировал его Джарон Ланье, американский ученый в области визуализации данных и биометрических технологий, пионер в области технологий виртуальной реальности и их коммерческого продвижения.
Собственно технологии появились во второй половине XX века. Однако некоторые эксперты считают, что отдельные элементы виртуальной реальности описаны учеными и философами задолго до этого.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Дерябин В.В. Обзор исследований, посвященных использованию нейросетевых технологий в судовождении / В.В. Дерябин. – М.: Транспорт: наука, техника, управление. Научный информационный сборник, 2015, № 11, С. 52-60.
2. Каретников В.В. Перспективы внедрения безэкипажного судоходства на внутренних водных путях Российской Федерации / В.В. Каретников, И.В. Пащенко, А.И. Соколов – СПб.: Вестник ГУМРФ им. Адмирала Макарова 2017, Т9, №3, С.619 – 627.
3. Балушкин Е.М. Автоматизация современного судна: перспективы / Е.М. Балушкин, С.С. Коротков – СПб.: Морской вестник, 2018, №3(67), С. 115-116.
4. Титов А.В. Системы управления безэкипажными судами / А.В. Титов, Л.Баракат, В.А. Чанчиков, Г.А. Тактаров, О.Л. Ковалев – СПб.: Морские интеллектуальные технологии, 2019, №1-4(43), С.109-120.
5. Кирилова М.А. Перспективы развития безэкипажных судов в Российской Федерации / М.А. Кириллова, А.И. Рожко – А.: Вестник Астраханского ГТУ, 2020, №3, С.16-22.
6. Титов А. В. Состояние и перспективы реализации технологии e-навигации / А. В. Титов, Л. Баракат, А. Хаизаран // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова, 2019, Т.11, №4, С.621-630.
7. Васьков А.С. Способы представления зоны навигационной безопасности судна / А. С. Васьков, М. А. Гаращенко // Эксплуатация морского транспорта, 2017, №3 (84), С.38-44.
8. Дмитриев С.П. Система интеллектуальной поддержки судоводителя при расхождении судов / С. П. Дмитриев, Н. В. Колесов, А. В. Осипов, Г. Н. Романычева // Известия Российской академии наук. Теория и системы управления, 2003, №2, С.98-105.
9. Клементьев А.Н. Обеспечение безопасности плавания современных судов смешанного плавания в стесненных условиях/ А.Н. Клементьев, М.Ю. Чурин – Н.Новгород: Вестник Волжской государственной академии водного транспорта, 2015, № 43, С.281-286.
10. Попов А.Н. Модель прогнозного управления судном на курсе с элементами предсказаний в ИСХМ, при совокупном функционировании сегмента (авторулевой – автопрокладчик курса – ЭКДИС) в концепции развития Е-навигации/ А.Н. Попов,
11. Попов А.Н. Модель прогнозного

Весь текст будет доступен после покупки