塔式起重機(jī)遠(yuǎn)程虛擬監(jiān)控建模與運(yùn)行可視化研究.pdf

1、塔式起重機(jī)是各類高層建筑和大型建設(shè)工程必不可少的施工設(shè)備。隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，塔機(jī)也向大型化、高速化、智能化方向發(fā)展，從而對(duì)其安全性也提出了更高要求。本文結(jié)合國(guó)家863項(xiàng)目(2007AA04Z419)“大型塔式起重機(jī)安全狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控及預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研究”，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)塔式起重機(jī)遠(yuǎn)程虛擬監(jiān)控系統(tǒng)。建立塔機(jī)運(yùn)動(dòng)模型并確定關(guān)鍵遠(yuǎn)動(dòng)參數(shù)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)傳感信息驅(qū)動(dòng)塔機(jī)動(dòng)作，基于DirectX技術(shù)構(gòu)建虛擬場(chǎng)景渲染引擎，最終實(shí)現(xiàn)了一個(gè)三維、具有高

2、度逼真性、實(shí)時(shí)性、交互性的塔機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。 本文主要研究?jī)?nèi)容包括： 1、建立起完善的塔機(jī)三維模型與環(huán)境模型庫(kù)。根據(jù)塔機(jī)的結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，分析塔機(jī)各部件之間的拓?fù)潢P(guān)系，建立起各類塔機(jī)模型部件庫(kù)；根據(jù)虛擬場(chǎng)景中的環(huán)境要素特點(diǎn)采用相適應(yīng)的建模技術(shù)完成模型建構(gòu)；同時(shí)對(duì)于建模技術(shù)的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。 2、實(shí)現(xiàn)塔機(jī)遠(yuǎn)程虛擬監(jiān)控系統(tǒng)的可視化與操作性?；谟?jì)算機(jī)圖形學(xué)，采用DirectX設(shè)計(jì)虛擬監(jiān)控系統(tǒng)的渲染引擎，既實(shí)現(xiàn)了

3、逼真、準(zhǔn)確、生動(dòng)的三維圖像顯示，而且實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互操作。 3、對(duì)于塔機(jī)虛擬監(jiān)控系統(tǒng)的視覺呈現(xiàn)能力進(jìn)行優(yōu)化。從虛擬監(jiān)控系統(tǒng)的3D裁剪、深度緩沖、快速可見性計(jì)算三方面進(jìn)行優(yōu)化研究，不僅提高監(jiān)控平臺(tái)的畫面呈現(xiàn)的逼真性，而且進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。4、完成塔機(jī)虛擬監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。集成各功能模塊開發(fā)的塔機(jī)虛擬監(jiān)控系統(tǒng)具有高度沉浸感和交互性，用戶可多方式、高效全面地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控；塔機(jī)場(chǎng)景建模模塊實(shí)現(xiàn)了參數(shù)化建構(gòu)塔機(jī)虛擬場(chǎng)景，使得本塔機(jī)虛擬監(jiān)