基于Unreal Engine的无人驾驶船舶仿真平台设计与实现开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

目的及意义 近些年来，无人驾驶技术不断发展，其中无人驾驶汽车取得了一定进展，谷歌的无人驾驶汽车吸引了世界的目光，在未来，无人驾驶技术也必将不断拓展，目前无人驾驶船舶技术也处于不断发展的阶段，同时无人驾驶船舶也还存在多方面的问题，有研究认为，无人驾驶船舶的信息安全传输安全性，动力装置稳定性和远程操纵可靠性等方面的问题仍有待解决。

虚拟现实技术的发展，也为无人驾驶技术的研究带来了便利，相比船舶实物的研究方式，虚拟现实技术大大节约了研究的成本，也极大的促进了无人驾驶技术的发展。本课题通过基于unreal engine的无人驾驶船舶航道平台设计，进行无人驾驶船舶的研究，在搭建的航道平台上，对无人驾驶船舶的性能进行测试，验证其可靠性。

目前，国内外对无人驾驶船舶的研究投入了大量人力和物力，一方面，无人驾驶船舶处于不断发展的阶段，各国都希望抢占技术的制高点，另外一方面，无人驾驶船舶利用先进的传感技术和智能决策技术，可以大大降低海上事故的发生率，对于发展海上运输，促进全球航运业的发展具有重要意义。无人驾驶船舶涉及多个技术和领域，其本身是一个复杂和庞大的系统，对于无人驾驶船舶的研究也具有成本较高、风险较大的特点，而利用虚拟现实技术对无人驾驶船舶进行研究则可以规避无人驾驶船舶的以上缺点，当然，虚拟现实技术也还处在不断发展的阶段，还无法对实际船舶行驶过程中的所有情况进行模拟，其可靠性相对于实际船舶的研究也会相对弱一些，但其对理论和技术的早期论证具有极大的优势，可以减少研究成本，降低危险性。

同时，虚拟现实技术的应用也不仅仅是船舶的无人驾驶方面，目前，虚拟现实技术对船舶设计、建造以及维护等方面都产生了重要影响，比如可以用来增强船舶制造过程中各环节的决策和控制，以及通过对船舶航行的模拟增强船舶运输的安全性等，可以预见，虚拟现实技术将对船舶工业的发展将起到巨大的推动作用，提高船舶制造、运营效率，提高船舶安全性，虚拟现实技术在无人驾驶船舶中的研究也会对促进其在其他方面的应用。

2. 研究的基本内容与方案

2．研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1设计的基本内容及目标

本课题旨在搭建无人驾驶船舶的航道平台，基于unreal engine对无人驾驶船舶进行研究，需要在unreal engine中实现航道的模拟，并对船舶进行控制，添加自动控制的程序，使船舶能够自主行驶。为最大限度进行航道平台的模拟，模拟船舶在自然场景中航行会遇到的各种情况，除搭建航道场景外，还需考虑天气因素，昼夜航行的差异，为航道添加天气效果，制作昼夜场景。船舶需要放入航道中行驶，对船舶施加物理模拟，模拟船舶在航行中受到的各种力，并实现对船舶的控制，最后实现船舶的自主航行，给船舶规划一定的路线，让船舶能按照规划的路线行驶。

本课题需要实现以下目标：

3. 研究计划与安排

1-3周： 论文查阅，文献翻译。

4-6周： 熟悉掌握基本理论，熟悉相关软件工具的使用。

7-9周: 收集船舶素材，航道平台搭建所需的3d模型，完成航道平台的搭建，添加各种驾驶场景，包括白天夜晚，以及不同天气的驾驶场景。

10-12周:设计实现船舶的基本控制，利用算法实现船舶自动驾驶，完成系统的调试及仿真，对系统算法进行验证。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]伍朝辉,郭瑜,王辉,苗许娜.虚拟现实交通运输应用研究综述[j].系统仿真学报, 2016,(10):2289-2297 2303.

[2chen,f.,etal.virtualrealityfordigitaluserexperienceandinteractivelearningbasedonusersatisfaction:apilotstudy[c].2016internationalconferenceoncomputationalscienceandcomputationalintelligence(csci),2016:374-377.

[3patricko'leary,etal.enhancementstovtkenablingscientificvisualizationinimmersiveenvironments[c].2017ieeevirtualreality(vr),2017:186-194.