| 中文摘要 | 第1-4页 |
| 英文摘要 | 第4-7页 |
| 第1章 绪论 | 第7-19页 |
| 1．1 航海模拟器及其作用 | 第7页 |
| 1．2 航海模拟器的发展历程 | 第7-9页 |
| 1．3 国内外研究现状 | 第9-15页 |
| 1．4 STCW78／95公约对航海模拟器视景的要求 | 第15-17页 |
| 1．5 本课题的提出 | 第17-19页 |
| 第2章 航海模拟器视景系统及其对拖轮显示模块的特殊要求 | 第19-38页 |
| 2．1 航海模拟器对视景系统的基本要求 | 第19-21页 |
| 2．2 “大型船舶操纵模拟器”视景图形系统的主要特点 | 第21-22页 |
| 2．3 视景系统概况及拖轮显示模块的重要意义 | 第22-23页 |
| 2．3．1 “大型船舶操纵模拟器”视景系统概况 | 第22页 |
| 2．3．2 拖轮视景显示模块的重要意义 | 第22-23页 |
| 2．4 船舶操纵中拖轮的应用 | 第23-31页 |
| 2．4．1 港作拖轮的操纵性 | 第23-24页 |
| 2．4．2 运用拖轮的方式与带缆 | 第24-26页 |
| 2．4．3 本船航行中拖轮转头效果的极限航速 | 第26-27页 |
| 2．4．4 所需拖轮的功率及数量 | 第27-30页 |
| 2．4．5 使用拖轮的注意事项 | 第30-31页 |
| 2．5 航海模拟器视景系统对拖轮显示模块的基本要求 | 第31-36页 |
| 2．5．1 拖轮控制 | 第31-32页 |
| 2．5．2 拖轮航行环境的特殊性 | 第32-33页 |
| 2．5．3 拖轮作用位置选取及作用方式 | 第33页 |
| 2．5．4 拖轮操纵导航 | 第33-34页 |
| 2．5．5 拖轮操纵避碰 | 第34页 |
| 2．5．6 拖轮操纵定位 | 第34-35页 |
| 2．5．7 拖轮撤离操作 | 第35-36页 |
| 2．5．8 系统中多艘拖轮同时作用 | 第36页 |
| 2．6 小结 | 第36-38页 |
| 第3章 路径规划算法原理 | 第38-61页 |
| 3．1 空间碰撞检测问题研究综述 | 第38-42页 |
| 3．1．1 静态干涉检测算法 | 第39页 |
| 3．1．2 可碰撞问题 | 第39页 |
| 3．1．3 碰撞规避问题 | 第39-42页 |
| 3．2 路径描述的基本概念 | 第42页 |
| 3．3 关节空间的运动规划 | 第42-51页 |
| 3．3．1 运动规划的约束条件 | 第43-45页 |
| 3．3．2 多项式函数规划 | 第45-47页 |
| 3．3．3 具有抛物线段的线性函数规划 | 第47-51页 |
| 3．4 C-空间（Configuration Space）的规划 | 第51-54页 |
| 3．5 动态空间移动智能体无碰撞路径规划的主要方法 | 第54-59页 |
| 3．5．1 势场（Potential Field）法 | 第54-55页 |
| 3．5．2 栅格（Grids）法 | 第55-58页 |
| 3．5．3 其他研究方法 | 第58-59页 |
| 3．6 小结 | 第59-61页 |
| 第4章 自主拖轮运动规划算法及实现 | 第61-86页 |
| 4．1 拖轮活动的简单描述 | 第61-62页 |
| 4．2 航海模拟器视景系统中拖轮显示模块的特殊性 | 第62-63页 |
| 4．3 模块中拖轮运动规划方法的选取 | 第63-64页 |
| 4．4 人工势场（虚力场）法综述 | 第64-66页 |
| 4．5 基于局域网传输的虚力导航和运动路径规划算法 | 第66-72页 |
| 4．5．1 拖轮势场（虚力场）的设计 | 第66-69页 |
| 4．5．2 拖轮加速度场方向及控制加速度的确定 | 第69页 |
| 4．5．3 拖轮参考船位与航向的获取 | 第69-71页 |
| 4．5．4 拖轮视景帧船位与航向的计算 | 第71页 |
| 4．5．5 规划路径性能分析 | 第71-72页 |
| 4．6 信息传输 | 第72-74页 |
| 4．6．1 航海模拟器通信系统的功能要求及设计方案 | 第72-73页 |
| 4．6．2 障碍物位置及运动信息的获取 | 第73-74页 |
| 4．6．3 至三维视景系统的信息输出 | 第74页 |
| 4．7 导航规划算法实现中几个重要问题的阐述 | 第74-79页 |
| 4．7．1 拖轮、本船及目标船几何模型的简化 | 第74-75页 |
| 4．7．2 原始环境关系的变换 | 第75-76页 |
| 4．7．3 势场虚力作用方向的确定 | 第76-78页 |
| 4．7．4 拖轮与海岸、码头、岛屿等不规则物的避碰 | 第78-79页 |
| 4．8 导航规划算法流程 | 第79-81页 |
| 4．9 仿真与实现 | 第81-86页 |
| 4．9．1 定义并初始化系统参量 | 第81-82页 |
| 4．9．2 仿真结果 | 第82-86页 |
| 第5章 结论 | 第86-89页 |
| 5．1 本文的主要贡献 | 第86-87页 |
| 5．2 下一步的工作 | 第87-89页 |
| 攻读学位期间公开发表的论文 | 第89-90页 |
| 致谢 | 第90-91页 |
| 参考文献 | 第91-93页 |
