title: Uncrewed cargo ship virtual reality simulator

title: Προσομοιωτής φορτηγού πλοίου χωρίς πλήρωμα σε εικονική πραγματικότητα
Creators: name: Χρυσης Επαμεινωνδας
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2024

description: The objective of this thesis was to develop a high-fidelity Virtual Reality (VR) simulator to train remote ship navigators in controlling unmanned cargo ships. The project addresses the growing need for advanced training tools as the maritime industry shifts towards automation. The simulator bridges theoretical knowledge and practical application by providing an immersive training environment for complex ship systems in a safe, controlled setting.
Developed using Unity and leveraging tools like OpenXR, XR Origin, and XR Interaction Toolkit, the simulator uses the Meta Quest Pro VR headset, offering high visual fidelity and precise hand-tracking. The application simulates the Maersk Honam cargo ship, accurately modeling dimensions and ship dynamics. Forces such as buoyancy, resistance, and propulsion were integrated to ensure realistic vessel behavior. While the Maersk Honam is a conventional vessel, it serves as a robust model for understanding large cargo ship control.
The simulator offers two modes: free roam mode for system exploration and scenario mode for navigation challenges, where users must manage environmental conditions and avoid collisions. Customizable weather elements, such as rain and waves, further enhance realism, helping trainees develop a comprehensive understanding of remote navigation.
The main contribution of this thesis is a comprehensive VR-based simulator that immerses users in a realistic environment for safe and effective training. This research highlights VR’s potential in maritime education, offering a safer alternative to traditional training methods and contributing to the effective management of unmanned vessels.
description: Ο στόχος αυτής της διπλωματικής εργασίας ήταν η ανάπτυξη ενός προσομοιωτή Εικονικής Πραγματικότητας (VR) υψηλής πιστότητας για την εκπαίδευση απομακρυσμένων χειριστών πλοίων στον έλεγχο μη επανδρωμένων φορτηγών πλοίων. Το έργο ανταποκρίνεται στην αυξανόμενη ανάγκη για προηγμένα εργαλεία εκπαίδευσης, καθώς η ναυτιλιακή βιομηχανία στρέφεται προς την αυτοματοποίηση. Ο προσομοιωτής γεφυρώνει το θεωρητικό υπόβαθρο με την πρακτική εφαρμογή, παρέχοντας ένα ρεαλιστικό και ασφαλές περιβάλλον εκπαίδευσης για πολύπλοκα συστήματα πλοίων.
Ο προσομοιωτής αναπτύχθηκε χρησιμοποιώντας την πλατφόρμα Unity και εργαλεία όπως τα OpenXR, XR Origin και XR Interaction Toolkit, ενώ χρησιμοποιεί το VR headset Meta Quest Pro, προσφέροντας εξαιρετική οπτική ποιότητα και ακριβή παρακολούθηση των κινήσεων των χεριών. Η εφαρμογή προσομοιώνει το φορτηγό πλοίο Maersk Honam, απεικονίζοντας με ακρίβεια τις διαστάσεις και τη δυναμική του πλοίου. Δυνάμεις όπως η άνωση, η αντίσταση και η προώθηση ενσωματώθηκαν για να διασφαλίσουν ρεαλιστική συμπεριφορά του πλοίου. Παρόλο που το Maersk Honam είναι συμβατικό πλοίο, χρησιμεύει ως ένα ισχυρό μοντέλο για την κατανόηση του ελέγχου μεγάλων φορτηγών πλοίων.
Ο προσομοιωτής προσφέρει δύο λειτουργίες: τη λειτουργία ελεύθερης εξερεύνησης για την κατανόηση των συστημάτων του πλοίου και τη λειτουργία σεναρίου για προκλήσεις πλοήγησης, όπου οι χρήστες πρέπει να διαχειριστούν περιβαλλοντικές συνθήκες και να αποφύγουν συγκρούσεις. Προσαρμόσιμα στοιχεία καιρικών συνθηκών, όπως η βροχή και τα κύματα, ενισχύουν περαιτέρω τον ρεαλισμό, βοηθώντας τους εκπαιδευόμενους να αποκτήσουν μια ολοκληρωμένη κατανόηση της απομακρυσμένης πλοήγησης.
Η κύρια συνεισφορά αυτής της διπλωματικής είναι η ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου προσομοιωτή βασισμένου στην Εικονική Πραγματικότητα, που βυθίζει τους χρήστες σε ένα ρεαλιστικό περιβάλλον για ασφαλή και αποτελεσματική εκπαίδευση. Η έρευνα αναδεικνύει τις δυνατότητες της VR στην εκπαίδευση στη ναυτιλία, προσφέροντας μια ασφαλέστερη εναλλακτική στα παραδοσιακά εκπαιδευτικά μέσα και συμβάλλοντας στη βέλτιστη διαχείριση των μη επανδρωμένων πλοίων.