基于VxWorks的ECDIS基础显示平台研究

基于VxWorks的ECDIS基础显示平台研究

论文摘要

电子海图显示与信息系统(Electronic Chart Display and Information System,ECDIS)作为一种重要的船舶辅助航行系统,对民用船舶安全航行保障和海军舰艇作战指挥辅助决策有着重要的应用价值。本文根据国际海道测量组织(IHO)和国际海事组织(IMO)制定的ECDIS相关标准及规范,研究并设计实现了基于VxWorks实时操作系统的ECDIS基础显示平台。论文采用软件工程学中常用的模块化设计思想,将基础显示平台按不同的功能化分为六个不同的模块,利用VxWorks嵌入式实时操作系统的实时多任务机制,为每个模块分别创建一个VxWorks任务,实现了一个多任务并行的实时性较高的嵌入式应用系统。针对与图形用户界面不相关的模块,论文采用面向对象程序设计方法设计实现了若干个功能独立的、内聚性较高的、耦合性较低的、健壮性良好的类,实现了对S-57标准海图源文件和S-52标准海图表示库的解析。针对与图形用户界面相关的模块,论文使用Tilcon IDS图形用户界面开发工具,设计实现了基于VxWorks的ECDIS基础显示平台的界面部分,同时使用Tilcon绘图API实现了海图信息的符号化绘制。论文研究过程中,通过对IHO S-57标准、IHO S-52标准和IMO ECDIS性能标准的深入分析,设计实现了一个组织高效、便于频繁读取的系统电子航海图(SENC)数据库、设计实现了一种便于查找的S-52表示库的内存数据结构、研究实现了基于快速显示的图形绘制算法。最后,论文采用功能性测试方法,对ECDIS基础显示平台进行了测试,测试结果显示:本文研究设计的ECDIS基础显示平台符合IHO和IMO相关标准的要求。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题背景与意义
  • 1.2 课题的研究概况
  • 1.2.1 研究与应用概况
  • 1.2.2 研究面临的问题
  • 1.3 课题的研究内容与研究方法
  • 1.3.1 课题的研究内容
  • 1.3.2 课题的研究方法
  • 1.3.3 论文的组织结构
  • 第2章 基于VxWorks的ECDIS基础显示平台
  • 2.1 引言
  • 2.2 ECDIS基础显示平台
  • 2.3 VxWorks操作系统
  • 2.3.1 VxWorks的任务
  • 2.3.2 任务间的通信机制
  • 2.3.3 板级支持包
  • 2.3.4 应用程序开发流程
  • 2.4 基础显示平台的任务策略
  • 2.4.1 任务设计原则
  • 2.4.2 基础显示平台的任务策略
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 SENC数据库的设计
  • 3.1 引言
  • 3.2 解析ENC
  • 3.2.1 ENC的数据模型
  • 3.2.2 ENC的数据结构
  • 3.2.3 ENC的数据封装标准
  • 3.2.4 解析程序设计
  • 3.3 SENC坐标系的选取
  • 3.3.1 坐标系的选取
  • 3.3.2 墨卡托投影变换
  • 3.4 SENC的存储结构
  • 3.4.1 二进制文件
  • 3.4.2 无拓扑矢量数据结构
  • 3.5 多边形分解算法
  • 3.5.1 算法的选取
  • 3.5.2 算法的实现
  • 3.6 SENC单元的创建
  • 3.7 本章小结
  • 第4章 海图表示库解析
  • 4.1 引言
  • 4.2 表示库的符号化指令
  • 4.3 表示库字段解析
  • 4.3.1 颜色表解析
  • 4.3.2 符号表解析
  • 4.3.3 查找表解析
  • 4.4 解析程序的封装
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 基础显示平台的实现
  • 5.1 引言
  • 5.2 基础显示平台界面设计
  • 5.2.1 Tilcon IDS简介
  • 5.2.2 VxWorks下使用Tilcon
  • 5.2.3 Tilcon应用程序开发流程
  • 5.3 视区管理的实现
  • 5.3.1 坐标系的转换
  • 5.3.2 视区类的设计
  • 5.4 直线段裁剪算法
  • 5.4.1 Cohen-Sutherland裁剪算法
  • 5.4.2 Cohen-Sutherland裁剪算法的实现
  • 5.5 多边形填充与裁剪算法
  • 5.6 海图物标绘制
  • 5.7 功能性测试
  • 5.8 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

    • [1].从一起搁浅事故谈ECDIS的使用[J]. 武汉航海(武汉航海职业技术学院学报) 2012(01)
    • [2].ECDIS(电子海图显示与信息系统)的发展与应用[J]. 信息通信 2019(03)
    • [3].ECDIS新标准的影响与应对措施[J]. 青岛远洋船员职业学院学报 2017(04)
    • [4].浅析ECDIS的优点和不足[J]. 青岛远洋船员职业学院学报 2017(03)
    • [5].船舶驾驶员使用ECDIS问题及应对[J]. 航海技术 2018(04)
    • [6].基于计算机辅助的ECDIS实验教学研究[J]. 计算机产品与流通 2018(04)
    • [7].ECDIS实训教学实景化研究[J]. 珠江水运 2018(20)
    • [8].海警舰船ECDIS应用问题的对策研究[J]. 公安海警学院学报 2018(05)
    • [9].从一起搁浅事故谈ECDIS的使用[J]. 世界海运 2016(01)
    • [10].谈ECDIS中的安全等深线问题[J]. 世界海运 2016(02)
    • [11].ECDIS模拟器教学培训:要求、问题与对策[J]. 航海教育研究 2020(01)
    • [12].ECDIS在航行避碰中的应用[J]. 电子测试 2019(13)
    • [13].基于ECDIS的航线设计[J]. 天津航海 2018(01)
    • [14].利用雷达图像叠加增进ECDIS导航安全[J]. 世界海运 2017(11)
    • [15].ECDIS人机界面的可用性研究[J]. 宁波大学学报(理工版) 2015(01)
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    • [17].现有船安装ECDIS的问题探析[J]. 世界海运 2015(08)
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    • [20].电子海图显示与信息系统(ECDIS)的风险因素分析与对策[J]. 广州航海学院学报 2014(01)
    • [21].ECDIS强制配备的港口国监督[J]. 中国海事 2013(09)
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    • [24].ECDIS在引航的应用和发展[J]. 中国新技术新产品 2011(18)
    • [25].基于ECDIS的舰船机动智能决策支持系统的研究[J]. 广州航海高等专科学校学报 2011(02)
    • [26].ECDIS通用教学框架的构建[J]. 航海教育研究 2011(03)
    • [27].高职院校ECDIS课程的构建[J]. 航海教育研究 2010(04)
    • [28].ECDIS在引航的应用和发展[J]. 珠江水运 2008(05)
    • [29].基于国际标准的ECDIS课程实验教学改革[J]. 航海教育研究 2019(01)
    • [30].基于ECDIS的航线自动规划算法设计[J]. 船海工程 2019(01)

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