起重機仿真訓練器視景系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、本文在大連理工大學科技項目——基于虛擬現(xiàn)實的橋吊仿真訓練器的開發(fā)前期研究的基礎上，研究了視景仿真中的幾何建模、模型優(yōu)化技術、雨雪降落的實時模擬，開發(fā)了橋式起重機仿真訓練器視景系統(tǒng)，實現(xiàn)了橋吊仿真訓練器視景系統(tǒng)中雨雪降落的實時模擬和仿真訓練的考核。 首先，本文結合橋式起重機的結構，分析了目前主要的三維建模方法，采用基于3DSMax應用軟件建模的方法，建立了橋式起重機及其工作環(huán)境的模型。同時應用減少分段數(shù)、紋理貼圖、Optimize

2、編輯器優(yōu)化的方法簡化模型，采用優(yōu)化軟件WUModeler對模型進行優(yōu)化和物理重心校正，從而大大降低了三角形和多邊形面片的數(shù)量，降低了系統(tǒng)計算的負擔，大大提高渲染效率。然后設計了場景中模型的層次組織結構，載入優(yōu)化后的模型，設置光照、初始化視點、設置模型路徑，實現(xiàn)了視景驅動。 其次，本文在分析現(xiàn)有的降雨和降雪模擬方法的基礎上，使用粒子系統(tǒng)模型來實現(xiàn)雨雪降落的實時模擬。粒子系統(tǒng)計算量大與系統(tǒng)的實時性要求有很大矛盾，本文研究的是在橋吊仿

3、真訓練器中實現(xiàn)雨雪天氣的模擬，本身系統(tǒng)的計算負荷就較大。為了減少系統(tǒng)開銷，本文對粒子系統(tǒng)模型的粒子生成算法及粒子分布域進行了適當?shù)暮喕透倪M，成功地在橋吊仿真訓練器的虛擬場景中模擬了雨雪的降落過程。另外，本文可對粒子的大小、風向、風速等參數(shù)進行設置，得到不同狀態(tài)下雨雪的降落效果。 然后，本文根據實際的橋吊司機考核要求，實現(xiàn)了橋吊仿真訓練器中仿真訓練的考核，并且設計了輔助定位系統(tǒng)，輔助學員快速而準確定位吊具，縮短了培訓時間。