發(fā)布時間：2022-04-25 19:36

　　基于虛擬現(xiàn)實技術的橋吊仿真訓練器是集場景模型仿真、設備通訊、駕駛課程訓練為一體的綜合性訓練系統(tǒng)。本文以港口起重機裝卸集裝箱工作環(huán)境為研究背景,運用虛擬現(xiàn)實相關技術,研制開發(fā)了具有實時場景三維立體仿真、人機實時交互控制、定制訓練課程等主要功能的橋吊仿真訓練系統(tǒng),并提出了基于虛擬機器人的漫游引擎設計,運用狀態(tài)方程描述動力學模型以及碰撞檢測引擎平臺的設計與實現(xiàn),具有重要的實踐意義和參考價值。 本文結合橋吊起重機的結構和工作狀態(tài),分析了目前主要的三維建模技術和方法,采用一種基于3D Max軟件的建模方法。應用了多紋理貼圖技術、LOD細節(jié)層次技術和優(yōu)化軟件WUModeler對模型進行優(yōu)化和物理重心校正,大大降低了多邊形數(shù)量,提高運算和渲染效率。在動力學模型建模方面,以起重機各部分物理運動狀態(tài)分析的為基礎,建立了二維和三維空間的動力學方程,結合狀態(tài)方程進行表示,并采用龍格庫塔四階法對狀態(tài)方程求解,對每個時刻模型的運動狀態(tài)進行描述和輸出。虛擬漫游引擎是本文的重點,通過提出引入虛擬機器人模型來設計實現(xiàn),主要設計了漫游檢測的流程算法,對模型的加載、場景的調(diào)度、視點變換、虛擬機器人映射、狀態(tài)交互控制... 

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖I.2軟件開發(fā)環(huán)境和系統(tǒng)局部界面

碰撞檢測模塊、虛擬漫游系統(tǒng)、訓練管理系統(tǒng)、動力學控制系統(tǒng)等主要模塊和子系統(tǒng)，每個組成部分都具有與其相關的數(shù)據(jù)輸入輸出和處理功能，有機的結合在一起組成一個完整的虛擬現(xiàn)實軟件支撐平臺，如圖2.7所示為本文的軟件體系架構圖。圖2.7軟件體系架構圖Fig.2.7Arehiteetureofthesystem模型控制系統(tǒng)主要通過對模型的裝載與讀取模塊對優(yōu)化后的在建模軟件中構造的三維幾何模型以數(shù)據(jù)的方式進行解析并實時構造，各個模型的空間初始定位，使整個虛擬場景達到較好的逼真效果;對加載進入虛擬現(xiàn)實場景的各個模型進行對應的運行規(guī)則進行組合綁定，使各個模型具有各自不同的運行動力機理;以模擬真實環(huán)境為基礎，對大車、小車、駕駛室、吊具、繩索等模型的質量、大小、位置等進行設定，對各個環(huán)境變量，諸如風力、重力、阻尼力等進行初始化設定。

箱綁定吊具關系，繼承吊具的所有運動。集裝箱模型作為最終吊具的吊具具有同樣的運行路徑，其都是在三維空間進行運動，一切運動的。作手柄模型模型的獨立建模是為了進行虛擬場景中使用數(shù)字手套進行虛擬操作使形狀不規(guī)則而且具有復雜曲面，所以使用的NURBS建模方式，這樣好的反應手柄的形狀和光滑度，同時為了進行模型優(yōu)化，對模型的曲控制。理場景模型場景是整個空間的體現(xiàn)，具體表現(xiàn)的有海邊、天空、周圍樹木、集裝大地等等，天空的模型采用NURBS扭曲半球形面片方式，采用多紋可以利用很少的面片建造逼真的環(huán)繞天空。其他的遠景采用慣用的遠，可以達到較好的遠觀效果。3為使用3DMxa軟件[3l]口2]建造中的模型圖:

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于虛擬現(xiàn)實的三維漫游技術研究與實踐[D]. 王洪.電子科技大學 2004



本文編號：3648214