Sử dụng bộ điều khiển PLC và phần mềm unity 3D trong thiết kế hệ thống mô phỏng radar hàng hải
Tóm tắt
Bài báo này trình bày giải pháp sử dụng bộ điều
khiển PLC và phần mềm Unity 3D trong thiết kế
hệ thống mô phỏng radar hàng hải trong đó, quá
trình truyền và nhận dữ liệu giữa phần cứng và
phần mềm cũng được tích hợp trong hệ thống mô
phỏng như tọa độ, tốc độ, hướng của tàu chủ và
tàu mục tiêu. Ngoài ra, phát triển và ứng dụng dữ
liệu biển Việt Nam khi xây dựng các kịch bản huấn
luyện. Hệ thống này là một tổ hợp các thiết bị để
huấn luyện và đào tạo về an toàn của thuyền viên
trên biển. Nó không chỉ giúp học viên thao tác trên
thiết bị trực quan, sinh động với các tình huống
huấn luyện quen thuộc mà còn trang bị cho học
viên những kỹ năng cần thiết trước khi thao tác,
vận hành trên thiết bị thực tế, nâng cao hiệu quả
huấn luyện hàng hải tại Việt Nam.
Từ khóa: Hệ thống mô phỏng radar hàng hải,
phần mềm mô phỏng radar, màn hình radar.
Abstract
This article presents a solution using the PLC
controller and Unity 3D software in designing
Radar simulation system. Besides, the process of
transmitting and receiving data between
hardware and software is also integrated into the
simulation system such as the coordinate, speed
and heading of ownership and target ship.
Additionally, developing and creating specificity
for the system when building training scenarios
using data of Vietnam’s Sea. This system is a
device for effective education concerning safety in
ship navigation. It will help not only students
manipulate visual equipment, vividly with familiar
training situations, but also equipping the
trainees with necessary skills before manipulating
and operating on real equipment, improving the
efficiency of maritime training in Vietnam.
Keywords: Marine Radar simulation system,
radar simulator software, radar screens.

Trang 1

Trang 2

Trang 3

Trang 4

Trang 5

Trang 6
Tóm tắt nội dung tài liệu: Sử dụng bộ điều khiển PLC và phần mềm unity 3D trong thiết kế hệ thống mô phỏng radar hàng hải
KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ
72
SỐ 66 (4-2021)
TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI
JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY
SỬ DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC VÀ PHẦN MỀM UNITY 3D TRONG
THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÔ PHỎNG RADAR HÀNG HẢI
USING PLC CONTROLLER AND UNITY 3D SOFTWARE IN DESIGNING
MARITIME RADAR SIMULATION SYSTEM
NGUYỄN THANH VÂN*, ĐINH ANH TUẤN, NGUYỄN VĂN HÙNG
Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam
*Email liên hệ: vanntb.ddt@vimaru.edu.vn
Tóm tắt
Bài báo này trình bày giải pháp sử dụng bộ điều
khiển PLC và phần mềm Unity 3D trong thiết kế
hệ thống mô phỏng radar hàng hải trong đó, quá
trình truyền và nhận dữ liệu giữa phần cứng và
phần mềm cũng được tích hợp trong hệ thống mô
phỏng như tọa độ, tốc độ, hướng của tàu chủ và
tàu mục tiêu. Ngoài ra, phát triển và ứng dụng dữ
liệu biển Việt Nam khi xây dựng các kịch bản huấn
luyện. Hệ thống này là một tổ hợp các thiết bị để
huấn luyện và đào tạo về an toàn của thuyền viên
trên biển. Nó không chỉ giúp học viên thao tác trên
thiết bị trực quan, sinh động với các tình huống
huấn luyện quen thuộc mà còn trang bị cho học
viên những kỹ năng cần thiết trước khi thao tác,
vận hành trên thiết bị thực tế, nâng cao hiệu quả
huấn luyện hàng hải tại Việt Nam.
Từ khóa: Hệ thống mô phỏng radar hàng hải,
phần mềm mô phỏng radar, màn hình radar.
Abstract
This article presents a solution using the PLC
controller and Unity 3D software in designing
Radar simulation system. Besides, the process of
transmitting and receiving data between
hardware and software is also integrated into the
simulation system such as the coordinate, speed
and heading of ownership and target ship.
Additionally, developing and creating specificity
for the system when building training scenarios
using data of Vietnam’s Sea. This system is a
device for effective education concerning safety in
ship navigation. It will help not only students
manipulate visual equipment, vividly with familiar
training situations, but also equipping the
trainees with necessary skills before manipulating
and operating on real equipment, improving the
efficiency of maritime training in Vietnam.
Keywords: Marine Radar simulation system,
radar simulator software, radar screens.
1. Đặt vấn đề
Trên thế giới hiện nay có một số công trình nghiên
cứu về hệ thống mô phỏng radar hàng hải, cũng như
thiết kế, chế tạo thành công hệ thống, điển hình một
số hãng như Transas [1], Furuno [2]. Với công nghệ
mô phỏng tiên tiến, nhưng khi máy chủ bị sự cố toàn
bộ hệ thống sẽ không hoạt động được, quan trọng hơn
nữa là kinh phí bảo dưỡng, bảo trì lớn và phụ thuộc
hoàn toàn vào công nghệ nước ngoài.
Ở trong nước, các công trình nghiên cứu về hệ
thống còn hạn chế, chỉ có bài báo nghiên cứu xây dựng
phần mềm mô phỏng radar [3], trong đó các tác giả
trình bày cách xây dựng phần mềm mô phỏng radar
dựa trên Visual Studio với giao diện đơn giản, chưa
sát với hình ảnh của radar trên thực tế. Do đó, người
vận hành khó có thể nắm bắt được hết thông số cũng
như quy trình thực hành dẫn đến khó khăn khi vận
hành với radar thực. Tuy các phương pháp xây dựng
hệ thống mô phỏng radar nói trên có những ưu nhược
điểm riêng nhưng độ chính xác giống với radar thật
chưa đạt được yêu cầu huấn luyện [3]. Có những
trường hợp chính xác đạt đến 90% nhưng xét về mặt
kinh tế và kỹ thuật không được tối ưu nhất [1], [2].
Trong bài báo này, nhóm tác giả đề xuất xây dựng
công nghệ mô phỏng hệ thống radar dựa trên phần
mềm Unity 3D và bộ điều khiển PLC với những cấu
trúc truyền và nhận dữ liệu sau đó hiển thị trên màn
hình radar để đáp ứng được yêu cầu trong công tác
đào tạo và huấn luyện tại Việt Nam cũng như khả năng
áp dụng trên thực tế.
Nội dung chính của bài báo được sắp xếp theo thứ
tự như sau: Mục 2 xây dựng cấu trúc cho hệ thống mô
phỏng radar. Mục 3 đề xuất thuật toán truyền và nhận
dữ liệu giữa máy tính chủ và máy tính radar. Mục 4 là
thực hiện mô phỏng hoạt động của hệ thống radar và
phần cuối cùng là kết luận.
2. Xây dựng cấu trúc cho hệ thống mô phỏng radar
“Radar” là viết tắt của “Radio Dectection And
Ranging” là hệ thống xác định vị trí của mục tiêu bằng
việc đo cự ly và phương vị nhờ nguyên lý sóng phản
KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ
73 SỐ 66 (4-2021)
TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI
JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY
xạ. Radar hoạt động ở tần số vô tuyến siêu cao có bước
sóng siêu ngắn, dưới dạng xung và được phát theo 1
tần số lặp xung nhất định [4]. Hệ thống mô phỏng
radar là tổ hợp hệ thống phần cứng và phần mềm để
mô phỏng lại nguyên lí hoạt động cũng như các thao
tác vận hành của một thiết bị radar thực.
Trên Hình 1 là cấu trúc chung của hệ thống mô phỏng
radar hàng hải do nhóm tác giả xây dựng:
Hình 1. Cấu trúc hệ thống mô phỏng
Khối 1: Máy chủ mô phỏng (Workstation) đây là
máy tính có chức năng mô phỏng 3D hệ thống hàng
hải như tàu chủ, tàu mục tiêu, thời tiết và xây dựng
được địa hình, địa vật tùy vào từng khu vực cảng nhất
định. Ở khối này, dữ liệu của tàu chủ và tàu mục tiêu
được thiết lập sao cho giống với thực tế nhất.
Khối 2: Thiết bị mạng (Ethernet Switch) khối này
có chức năng tạo ra đường dẫn thông tin giữa các máy
tính với nhau giúp cho chúng có thể giao tiếp gửi và
nhận dữ liệu được.
Khối 3: Máy tính mô phỏng Radar hàng hải (Radar
Computer) đây là máy tính có chức năng nhận dữ liệu
từ máy chủ gửi sang sau đó giải mã dữ liệu. Tiếp theo,
dữ liệu này sẽ được tính toán, xử lí phù hợp để hiển
thị lên màn hình. Ngoài ra, dữ liệu ở máy tính mô
phỏng radar được mã hóa và gửi sang máy tính hải đồ
điện tử (ECDIS) để hiển thị thông số nhận dạng tự
động (AIS) của tàu chủ và tàu mục tiêu.
Khối 4: Bộ điều khiển khả trình PLC, thực hiện
nhận và xử lý dữ liệu từ các thiết bị khác chuyển tới
như vô lăng, tay trang điều khiển, la bàn, sau đó sẽ
gửi sang máy tính chủ thông qua mạng ethernet. Đồng
thời cũng nhận dữ liệu từ máy chủ để hiển thị lên màn
hình trong bàn điều khiển.
3. Xây dựng thuật toán truyền và nhận dữ liệu
trong hệ thống mô phỏng radar
Hiện nay, có rất nhiều giao thức truyền dữ liệu như
TCP/IP, UDP, HTTP, FTP,... mà trong đó, mỗi giao
thức đều có ưu nhược điểm nhất định. Tùy vào từng
bài toán cụ thể mà có thể sử dụng các giao thức khác
nhau. Trong nghiên cứu này nhóm tác giả đã sử dụng
giao thức UDP (User Datagram Protocol). Đây là
một trong những giao thức cốt lõi IP/Ethernet. Khi
sử dụng giao thức UDP giúp chương trình trên máy
tính có thể gửi những dữ liệu ngắn được gọi là
datagram tới máy khác. Đây là giao thức có tốc độ
truyền nhanh và truyền các gói dữ liệu liên tục.
3.1. Thuật toán truyền dữ liệu từ máy chủ đến
máy tính radar
Thuật toán xây dựng quy trình truyền dữ liệu được
trình bày như Hình 2.
Trước tiên, nhóm tác giả xây dựng giao diện mô
phỏng hàng hải trên máy tính chủ dựa trên phần mềm
Unity 3D với ngôn ngữ lập trình C#. Các thông số
chính gửi cho radar có thể kể đến như tọa độ, tốc độ,
hướng,... tàu chủ và tàu mục tiêu.
Bước 1: Thực hiện thiết lập các địa chỉ IP tĩnh cho
máy chủ: 192.168.0.140, cổng port: 8001 và IP máy
radar: 192.168.0.150, cổng port: 8999. Sau đó tiến
hành khởi tạo giao thức và tạo ra socket UDP, bộ đếm
thời gian tạo ra vòng quét 500ms để gửi dữ liệu.
Bước 2: Kiểm tra điều kiện địa chỉ socket UDP và
thông báo lỗi nếu xảy ra sự cố.
Bước 3: Mỗi loại thông số như tọa độ, tốc độ,
hướng tàu có định dạng khác nhau, dữ liệu này được
chuyển về dạng format RADAR 1 trước khi gửi. Cấu
trúc quy đổi dữ liệu về dạng byte và sử dụng hàm
Gửi dữ liệu
Máy tính
radar
(RADAR
computer)
3
Nhận
dữ liệu
Nhận
dữ liệu
Gửi và nhận
dữ liệu
Thiết bị mạng
(Ethernet
Switch)
2
Máy chủ
(Workstation)
1
Bộ điều khiển
khả trình PLC
(PLC
controller)
4
Hình 2. Thuật toán truyền dữ liệu của máy chủ
KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ
74
SỐ 66 (4-2021)
TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI
JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY
Buffer.BlockCopy như cấu trúc lệnh:
Buffer.BlockCopy(info, 0, message, 0, 86);
Buffer.BlockCopy(newfloat[]{ boatEngine.Speed
_Log},0,speed,0,4);
Buffer.BlockCopy(dataSource.Speed_target_p,0,
speed, 4, 4 * 31);
Bước 4: Sau khi quy đổi dữ liệu xong máy chủ sẽ
gửi dữ liệu đến địa chỉ IP máy radar thông qua lệnh
send. Cuối cùng là kết thúc thuật toán và quay lại vòng
lặp ban đầu.
3.2. Thuật toán nhận dữ liệu của máy tính
radar từ máy chủ
Hình 3 trình bày thuật toán nhận dữ liệu của máy
tính radar từ máy tính chủ, sau khi máy chủ đã gửi gói
dữ liệu thì nhiệm vụ của máy radar là nhận gói dữ liệu
đó và xử lý để hiển thị trên màn hình. Máy chủ gửi dữ
liệu sang với kiểu dữ liệu dạng byte quy định theo
dạng RADAR 1. Do đó, tất cả dữ liệu nhận được sẽ
được chuyển sang dạng RADAR 2 có kiểu định dạng
như int, float, ushort.
Bước 1: Máy radar sẽ thiết lập địa chỉ IP. Sau đó
khởi tạo socket UDP. Tiếp theo là kiểm tra điều kiện
địa chỉ IP.
Bước 2: Máy tính radar sẽ tiến hành nhận dữ liệu
Dữ liệu lúc này được quy định theo dạng format
RADAR1 và cần được kiểm tra theo đúng định dạng gửi.
Bước 3: Sau khi kiểm tra sẽ tiến hành chuyển dữ
liệu đã nhận sang dạng format RADAR 2 để tiến hành
thực hiện tính toán.
Bước 4: Đây là bước xử lý thông số đã gửi để tính
toán và hiển thị trên màn hình của Radar. Chương
trình con thực hiện để tính toán sau đó đưa ra mức độ
cảnh báo va chạm. Cuối cùng là kết thúc thuật toán và
bắt đầu vòng lặp.
3.3. Tính toán thông số để hiển thị và đưa ra
cảnh báo
Để mô phỏng radar hàng hải sát với thực tế nhất
thì mọi thông số được tính toán và xử lý trong phần
mềm mô phỏng Unity 3D. Trong mục này trình bày
hai phương pháp cơ bản để quy đổi hướng và khoảng
cách của tàu mục tiêu, tính toán thông số khoảng cách
gần nhất xảy ra va chạm (CPA), thời gian ngắn nhất
để dẫn đến va chạm (TCPA).
a. Tính toán khoảng cách và hướng tàu mục tiêu so
với tàu chủ.
Hình 4 biểu diễn tọa độ tàu chủ và tàu mục tiêu
trên mặt phẳng Oxy [5] sau khi được quy đổi. Tọa độ
tàu chủ có vị trí giữa màn hình và được lấy trùng với
tâm của màn hình với tọa độ
1 1
( , )O x y .
Trong đó:
𝑥1 =
𝑋𝑠𝑐𝑟𝑒𝑒𝑛
2
, 𝑦1 =
𝑌𝑠𝑐𝑟𝑒𝑒𝑛
2
(1)
Sử dụng phương pháp bắn tia từ màn hình vào
trong terrain (địa hình) để chuyển tọa độ từ không gian
của tàu mục tiêu '
2 2 2
( , , )A x y z sang tọa độ mặt
Hình 3. Thuật toán nhận dữ liệu của máy tính radar
Hình 4. Tọa độ tàu mục tiêu trên mặt phẳng
Y
X
O'
A (x2', y2')
y2'
x2'
KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ
75 SỐ 66 (4-2021)
TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI
JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY
phẳng nhờ Unity sẽ có được ' '
2 2
( , )A x y :
//Vector3screenPos=Cam.WorldToScreenPoint(R_Sh
ips[currentClickTarget].transform.position);//
Sau đó tính được vector khoảng cách:
' '
2 1 2 1
( , )OA x x y y (2)
Tiếp theo là tính độ lớn vector khoảng cách:
' 2 ' 2
2 1 2 1
( ) ( )OA x x y y (3)
Ứng với mỗi thang đo i khác nhau sẽ có một hệ số
i
K tương ứng.
.
.
i
i
OA K
D
RG
(4)
Trong đó:
i
D : Hệ số khoảng cách;
i
K : Là hệ số quy đổi từ thang đo hải lý sang mét;
R: Bán kính đường tròn hiển thị thang đo;
G: Hệ số quy đổi ngược lại sang hải lý;
Gọi góc giữa vector khoảng cách và hướng của tàu
chủ là :
1
1
tan
x
y
(5)
b. Tính toán thông số CPA, TCPA
Hình 5 thể hiện hướng vector vận tốc tương đối
cũng như là khoảng cách giữa các tàu với nhau. Vector
vận tốc tương đối tàu chủ
0 0 0
( , , )
O V V V
V X Y Z và vector
vận tốc tương đối tàu mục tiêu ( , , )
T VT VT VT
V X Y Z
trong không gian [5]. Tiếp theo, tính toán vector vận
tốc tương đối dựa vào tàu chủ và tàu mục tiêu. Gọi
R
V là vector vận tốc tương đối [6]:
( , , )
R VT Vo VT Vo VT Vo
V X X Y Y Z Z (6)
Vector ' 'AO là vector khoảng cách giữa tàu chủ và
tàu mục tiêu trong không gian.
2 2 2
' ' ( , , )
o o o
A O x x y y z z (7)
Tính toán góc giữa vector khoảng cách và vector
tốc độ tương đối sau đó quy đổi từ độ sang radian.
cos .
180
R
V
D
(8)
Trong đó:
D: là khoảng cách giữa tàu chủ và tàu mục tiêu và
được tính ' 'D A O .
Sau đó tính được CPA khoảng cách gần nhất hai tàu
va chạm:
. sin
1852
D
X (MN) (9)
Tính toán TCPA là thời gian ngắn nhất để hai tàu
có thể va chạm:
. cos
1852
.60
R
D
t
V
(đơn vị phút) (10)
Cuối cùng đặt giá trị LIMITCPA CPA ,
LIMIT
TCPA TCPA trong đó hai thông số
,
LIMIT LIMIT
CPA TCPA có thể do người vận hành tùy
chỉnh. Thực hiện hiển thị và cảnh báo thông qua đoạn
lệnh chương trình con:
If(( 0CPA )&&( LIMITCPA CPA )&&
(
LIMIT
TCPA TCPA ))
{
// thực hiện chương trình cảnh báo và hiển thị//
}
4. Mô phỏng hoạt động của hệ thống mô
phỏng radar hàng hải
Để mô phỏng hoạt động của hệ thống, trước hết,
thực hiện truyền và nhận dữ liệu giữa các máy tính.
Máy tính chủ sẽ giao tiếp với PLC để nhận dữ liệu
thông qua phần mềm Unity 3D. Toàn bộ dữ liệu như
hướng, tốc độ của tàu chủ đều được lấy từ phần cứng.
Tọa độ tàu chủ tại điểm có vị trí gần đảo Bạch Long
Vĩ và vùng biển Hải Phòng. Điểm này có vĩ độ
20007’220”N và kinh độ 107057’754’’E. Tọa độ tàu
chủ ở đúng vị trí đã chọn được thể hiện ở Bảng 1.
Hình 5. Khoảng cách, vận tốc giữa tàu chủ và tàu
mục tiêu
X
D
O'
TARGET
Vo
VT
VR
A'
KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ
76
SỐ 66 (4-2021)
TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI
JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY
Tiếp theo là thử nghiệm chức năng đo khoảng cách
(RNG) và góc (BRG) của tàu mục tiêu so với tàu chủ
được biểu diễn ở Hình 6 và thống kê trong Bảng 2.
Mọi thông số như vĩ độ, kinh độ, hướng tàu thực,
khoảng cách của tàu mục tiêu LARGE CONTAINER,
CARGO. Cùng một thời gian cho phép hiển thị thông
tin hai tàu mục tiêu.
Tính năng khoảng đo cách khi xảy ra va chạm
ngắn nhất và thời gian xảy ra va chạm ngắn nhất là
tính năng cần thiết khi mô phỏng hệ thống radar. Khi
vận hành hệ thống radar, người vận hành có thể thiết
lập hai thông số khoảng cách xảy ra va chạm nhỏ nhất
(CPAlimit) và thời gian ngắn nhất để dẫn đến va chạm
(TCPAlimit). Khi có cảnh báo radar thông báo cho
người vận hành biết để phòng ngừa đâm va.
Khi tàu mục tiêu vi phạm các điều kiện cảnh báo,
mọi thông số cảnh cáo, tên tàu mục tiêu sẽ được lưu
lại là hiển thị trong hộp báo động. Người vận hành sẽ
quan sát và đưa ra những giải pháp phù hợp để xử lý
tình huống trong Hình 7.
Trong Hình 7, hai thông số ban đầu để thiết lập cho
CPALIMIT,TCPALIMIT là 4.6984MN và thông số
5.1844MIN. Sau khi tính toán từ radar đối với mỗi tàu
mục tiêu nếu tàu nào có giá trị CPA và TCPA nhỏ hơn
giá trị đặt thì sẽ phát tín hiệu cảnh báo.
Điều kiện thời tiết là yếu tố ảnh hưởng đến yếu tố
nhiễu trong radar. Nhóm tác giả đã mô phỏng yếu tố
Bảng 1. Bảng hiển thị thông số tàu chủ
VN_TT400
LAT 107057.7441’ N
LON 2000.7223’ E
HDG 550 DEG
ROT 0
-.-
0/MIN
COG 550
SOG 0,45 KN
VHW 0,40 0
DPT 0 KN
Bảng 2. Bảng thông số tàu mục tiêu
TARGET READOUT
NAME LCONT CARGO
ID 15 01
AIS AIS AIS
RNG 0,0717 0,1075 NM
BRG 199,6 137,02 DEG
CPA 0,1540176 0,17483 NM
TCPA 1,450326 2,462938 MIN
HDG 50,10 50,40 DEG
COG 400 60,50 DEG
SOG 5,654 3,876 KN
LAT 2000.0490’ 19059.8630’ N
LON 107059.5684’ 107059.9302’ E
Hình 6. Hiển thị thông số tọa độ tàu mục tiêu
Hình 7. Hiển thị cảnh báo CPA và TCPA
Hình 8. Hiển thị nhiễu thời tiết
Hình 9. Hiển thị vết tàu di chuyển
KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ
77 SỐ 66 (4-2021)
TẠP CHÍ ISSN: 1859-316X
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI
JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY
nhiễu mưa với mức 5 thể hiện trong Hình 8.
Trong một số tình huống nguy hiểm dẫn đến đắm
tàu thì chức năng truy vết tàu (trail) là một yếu tố cần
thiết cho việc tìm kiếm cứu nạn. Nhóm cũng mô
phỏng chức năng này với những thông số theo quy
chuẩn đối với radar hàng hải như Hình 9.
Cuối cùng, nhóm tác giả thực hiện xây dựng một
số kịch bản huấn luyện hệ thống radar hàng hải, thử
nghiệm và đánh giá, so sánh với một số hệ thống mô
phỏng của hãng lớn như Transas, Kongsberg được lắp
đặt tại Trường Đại học Hàng hải Việt Nam.
Một trong những kịch bản đó là cho tàu chủ xuất
phát từ cảng Nam Đình Vũ với hướng 3200 điều khiển
tàu bằng vô lăng, hướng bắc thật N up, vận tốc
6,754kts và gặp hai tàu mục tiêu đi chạy theo chiều
ngược lại, mục tiêu có phương vị 70,80, khoảng cách
0.1179NM. Thời gian mô phỏng là 8 giờ 10 phút. Yêu
cầu của radar đo khoảng cách từ tàu chủ đến hai tàu
mục tiêu với từng thang đo cụ thể và dùng vòng cự ly
động, tốc độ của tàu mục tiêu như Hình 10.
Hình 10 thể hiện đường phương vị (EBL) và vòng
cự ly (VRM) được đo thủ công của tàu mục tiêu Cargo
ship, giá trị đo được hiển thị trên màn hình radar. Bên
cạnh phương pháp xác định thủ công, hệ thống mô
phỏng radar này còn cho phép tự động tính toán
khoảng cách và phương vị mục tiêu.
Qua quá trình thử nghiệm một số tính năng của
radar và so sánh với hệ thống mô phỏng radar của
Transas kết quả thu được cho thấy hệ thống radar này
đáp ứng đủ được yêu cầu cơ bản trong huấn luyện
radar hàng hải.
5. Kết luận
Trong bài báo này đã đề xuất giải pháp và thiết kế
chế tạo thành công hệ thống mô phỏng radar hàng hải
dựa trên thiết bị phần cứng PLC và phần mềm Unity
3D. Đặc biệt, mô phỏng gần chính xác cơ bản chức
năng radar thực cũng như các hệ thống radar hàng hải
của nhiều hãng trên thế giới. Với nhiều tính năng như
tạo nhiễu cho radar, quét mục tiêu, dùng các vòng cự ly
động, truy vết tàu khi tìm kiếm cứu nạn. Hệ thống mô
phỏng radar hàng hải này đã đáp ứng được 85% so với
những hệ thống radar hàng hải của một số hãng lớn trên
thế giới. Đặc biệt, nhóm tác giả còn làm chủ hoàn toàn
công nghệ và nội địa hóa sản phẩm. Hướng phát triển
của bài báo trong tương lai sẽ thử nghiệm nhiều thuật
toán trong radar và xây dựng được hệ mô phỏng radar
cho các loại thiết bị radar hàng hải khác nhau.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] www.transas.com, NTPR4000 - Leaflet - prev.
[2] MFD Radar User Manual -Transas Ltd., December
2010.
[3] Lê Xuân Việt, Nguyễn Minh Đức, "Xây dựng phần
mềm mô phỏng RADAR phục vụ đào tạo và huấn
luyện", Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải,
(Số 50), tr.75-78, 2017.
[4] Tiếu Văn Kinh, Sổ Tay Hàng Hải tập 1+2, tr. 674-
678, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội, 2010.
[5] Alan Bole, Alan Wall, Andy Norris, Radar and
ARPA manual, Butterworth Heineman, pp.08-30,
2013.
[6] David F. Burch, Radar for mariners, Mc Graw-Hill
Education, pp.190-194, 2013.
Hình 10. Hiển thị VRM, EBL
Ngày nhận bài: 06/02/2021
Ngày nhận bản sửa: 26/02/2021
Ngày duyệt đăng: 11/3/2021
File đính kèm:
su_dung_bo_dieu_khien_plc_va_phan_mem_unity_3d_trong_thiet_k.pdf

