[发明专利]一种船舶性能虚拟测试系统及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶性能测试技术领域，尤其涉及一种船舶性能虚拟测试系统及测试方法。

背景技术

虚拟测试技术是结合了虚拟样机技术、仿真建模技术、传感器技术、虚拟现实技术等技术进行产品功能和性能测试的综合应用技术，是仿真测试技术的延伸和发展，虚拟测试技术强调了使用者的人机交互体验感和测试的逼真效果。

传统的对船舶航行性能的研究主要依赖于模型试验和实船测试，即需要借助于实物进行性能测试，这种性能测试的缺点在于周期长，费用高，存在诸多限制，开展起来非常不便。

而现有技术中，虽然存在航海模拟器技术，但是该技术通常适用于船员训练，其更侧重于航行模拟的实时性和环境模拟的逼真度，而在运动仿真模型的构建方面比较简单，风浪流对船舶航行性能的影响方面的考虑也不够充分，因此现有技术中的航海模拟器难以满足对于船舶航行时性能的虚拟测试的精度要求。

中国专利（CN101372257）公开了一种船舶航迹优化分析方法，其根据船艏DGPS接收机、船艉DGPS接收机和电罗经装置测出船舶实际的航行路线，结合风向仪测出风流和风力干扰变量参数，对实际的航迹数据进行一系列的矢量合成和动态调整，通过优化计算以修正船舶运动航迹，由此得出船舶在风平浪静状态下船舶航行所对应的航迹路线，从而确定在船舶试航时更为精确的运动性能参数。上述技术方案仍然属于实时检测的范畴，无法在船舶出厂前就能检测得到该船舶的性能数据并进行相应的调试，其检测精度也存在一定问题。

中国专利（CN202049033U）公开了一种陆上船舶尾轴动力与结构测试实验装置，由柴油机、变速箱、联轴器、轴承座、传动轴、推力测试机构、密封机构、螺旋桨、水槽、基座构成，柴油机、变速箱、轴承座和推力测试机构分别安装在基座的不同高度上，柴油机主轴与变速箱相连接，变速箱的扭矩输出轴通过联轴器与传动轴相连接，轴承座套在传动轴上，推力测试机构安装在传动轴上，并靠近水槽，传动轴末端安装有螺旋桨并位于水槽内，密封机构安装在水槽和传动轴的衔接处；装置安装好后，启动柴油机，根据测试的需要调节变速箱的转速，通过传动轴与推力测试机构将动力传递给螺旋桨进行转动，在轴承座和推力测试机构之间的传动轴上可安装各类检测元件，对尾轴进行各项性能测试。上述技术方案仍然属于实物检测的范畴，需要使用者对船舶实体进行监测，无法实现船舶性能的虚拟检测。

发明内容

根据现有技术中存在的问题，现提供一种船舶性能虚拟测试系统及测试方法，具体包括：

一种船舶航行性能虚拟测试系统，其中，包括：

存储装置，所述存储装置包括第一存储部件和第二存储部件；所述第一存储部件内保存有船舶航行性能测试的标准比对数据以及测试规则数据；所述第二存储部件中保存有船舶性能虚拟测试的测试结果数据；

工具装置；所述工具装置中包括多个用于测试船舶航行性能的测试工具；

测试装置；所述测试装置分别连接所述存储装置和所述工具装置；所述测试装置调取所述存储装置中的所述标准比对数据和所述测试规则数据，以及所述工具装置中的所述测试工具，并对船舶航行性能进行测试；

操作平台；所述操作平台连接于所述测试装置；所述操作平台根据所述测试装置的测试结果，按照预设的方法建立船舶航行时的总体数据模型。

优选的，该船舶航行性能虚拟测试系统，其中，所述标准比对数据包括标准船型的模拟数据、船舶设计的规范数据以及船舶航行的环境模拟数据。

优选的，该船舶航行性能虚拟测试系统，其中，所述测试装置包括：

阻力性能测试单元，用于测试静水中船舶航行时受到的阻力；

推进性能测试单元，用于测试静水中船舶航行时的推进性能；

耐波性能测试单元，用于测试船舶航行时对不同波浪条件的运动响应情况；

操纵性能测试单元，用于测试静水中船舶航行时的运动轨迹；

环境模拟单元，用于模拟船舶航行时的环境条件。

优选的，该船舶航行性能虚拟测试系统，其中，所述操作平台包括：

控制装置，用于读取所述测试装置的测试结果并形成相应的所述总体数据模型；

图像产生装置，用于产生所述总体数据模型的仿真图像；

操纵装置，用于将使用者的操纵动作反映为在所述仿真图像上的船舶航行时的相应虚拟动作；

所述控制装置、所述图像产生装置以及所述操纵装置互相连接，并均连接至所述测试装置。

优选的，该船舶航行性能虚拟测试系统，其中，图像产生装置包括：