随着船舶向新型化、自动化、智能化的方向发展,船舶运营对轮机员提出了更高的技术要求。轮机模拟器为培养优秀轮机员提供了高效、高质量的训练平台。近年来虚拟现实技术在航海教育中的应用,使轮机模拟器从二维仿真形式发展为三维仿真形式。三维轮机模拟器中虚拟角色漫游功能是训练轮机任务的基础。本文针对当前三维轮机模拟器中虚拟角色漫游效率低和漫游质量一般的问题进行研究,提出使用改进蚁群算法实现对单目标路径规划的自动漫游,并在此基础上,给出遗传算法与改进蚁群混合算法以实现对多目标路径规划的自动漫游。以“南海救118”轮为虚拟仿真对象搭建了三维虚拟机舱,在虚拟机舱中完成了虚拟角色自动漫游仿真实验。本文主要做了如下几方面工作:给出了一种基于改进蚁群优化算法的自动漫游路径规划方法。通过采用改进启发函数、引入信息素浓度增强因子对传统蚁群算法进行改进,使用路径多余节点去除法和分段B样条曲线路径拟合法对路径进行平滑优化处理。在传统蚁群算法的启发函数基础上,通过引入蚂蚁当前所在节点到目标节点的预估代价对其进行改进,增强了蚁群算法的全局搜寻性能。引入信息素浓度增强因子,增强算法的收敛性,避免算法所求的解并非最优解问题。使用基于蚁群算法的路径多余节点去除法对改进蚁群算法所求路径进行优化处理,解决了路径中存在无效转折点的问题。使用分段B样条曲线对去除多余折点后的路径进行拟合优化,解决了路径折点处路径不平滑的问题。并在Matlab 2018中对提出的改进蚁群算法进行有效性验证。设计了一种基于遗传算法和改进蚁群算法的混合算法,进行虚拟机舱角色多目标的自动漫游路径规划。将遗传算法引入到改进蚁群算法中,结合生成了一种全新的混合算法,使用遗传算法对所有目标点按制定规则进行排序,然后基于改进蚁群算法实现相邻目标点间路径规划,解决了由于多个单目标点间路径规划不连续,使漫游质量低和用户沉浸感差的问题。最后通过路径规划仿真实验证明了改进算法的有效性。以“南海救118”轮为虚拟仿真对象,建立三维虚拟机舱,实现虚拟机舱角色自动漫游功能。使用3ds MAX软件开发机舱三维模型,于unity3d引擎中构建虚拟机舱场景。利用C#语言编写程序脚本将提出的改进蚁群算法用于实现虚拟机舱中的路径规划。然后进行自动漫游仿真实验,证明了改进蚁群算法对提升漫游质量的有效性,提升了虚拟机舱角色漫游操作的便捷性,能够为今后实现智能船舶中虚拟角色漫游功能做出了理论性的尝试。