虛擬三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)仿真系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā).pdf

1、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)是機(jī)械三維檢測(cè)中的重要高精度測(cè)量設(shè)備之一，在全球各大企業(yè)和行業(yè)中得以廣泛的應(yīng)用。但在目前的教育培訓(xùn)中，仍存在因教學(xué)資源有限、費(fèi)用昂貴而導(dǎo)致學(xué)生缺少實(shí)訓(xùn)時(shí)間，因教學(xué)形式落后而導(dǎo)致學(xué)生未能掌握操作技能以及各大企業(yè)因無(wú)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)行業(yè)操作考核而導(dǎo)致售后和崗前培訓(xùn)周期長(zhǎng)、人力資源消耗大等現(xiàn)象。
　　為了解決上述問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了一款基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)軟件，旨在通過(guò)逼真的虛擬場(chǎng)景、人性化的交互體驗(yàn)、

2、全流程的案例教學(xué)等形式，減少培訓(xùn)周期、提高教學(xué)效果和培養(yǎng)實(shí)操能力。
　　鑒于Unity3D引擎中碰撞算法和典型的虛擬場(chǎng)景內(nèi)碰撞算法的局限性，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了離散空間&模型算法。首先，將幾何形狀復(fù)雜（包含凸面體和凹面體）的碰撞模型轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€(gè)規(guī)則分布的相同形狀的立方體空間單元描述，通過(guò)十分法逐次離散空間與模型，并利用相鄰的8個(gè)立方體單元與離散模型后的三角形之間的占有關(guān)系，檢索合理的可能碰撞空間。如此往復(fù)離散，直至可能碰撞空間尺寸達(dá)到碰

3、撞精度要求為止。較之于其他碰撞算法，大大降低了模型中三角面片的非線性相交計(jì)算，提高了虛擬碰撞算法的精度與效率。
　　基于虛擬三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)軟件系統(tǒng)的復(fù)雜的功能模型，本文實(shí)現(xiàn)了基于改進(jìn)型MVC設(shè)計(jì)模式的總體框架設(shè)計(jì)，即功能模型(Model)、視圖與交互(View)、邏輯處理與狀態(tài)控制(Control)，達(dá)到了功能解耦和開(kāi)發(fā)期間的職能分工。CMM虛擬測(cè)量中，模擬了數(shù)據(jù)點(diǎn)的采集過(guò)程，并通過(guò)最小二乘法擬合特征化圖形（球、圓錐、圓柱等）。從提