基于云計算的汽車起重機三圍吊裝仿真研究-畢業(yè)設(shè)計調(diào)研報告

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文介紹了汽車起重機的重大市場需求和吊裝仿真系統(tǒng)在施工現(xiàn)場吊裝方案制定中的重要性，了解了目前國內(nèi)外起重機吊裝仿真系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和云計算的研究現(xiàn)狀，對相關(guān)仿真技術(shù)進行了分析，并針對其他吊裝仿真系統(tǒng)的不足提出一種基于云計算的汽車起重機三維仿真系統(tǒng)研究方法。此系統(tǒng)旨在搭建一個云架構(gòu)下起重機三維仿真平臺，允許用戶在不同平臺下通過網(wǎng)絡(luò)

2、訪問系統(tǒng)首頁和吊裝仿真頁面，形成一種服務(wù)器端/客戶端的訪問模式，對仿真功能的擴展和系統(tǒng)的升級帶來很大便利，同時也減輕了客戶端系統(tǒng)的硬件要求。另一方面，云計算中大數(shù)據(jù)存儲和快速計算的優(yōu)勢，為該平臺下某些仿真功能的實現(xiàn)提供了相應(yīng)的技術(shù)支持，同時能提高系統(tǒng)三維吊裝仿真速度。本系統(tǒng)中仿真平臺的研究為起重機三維吊裝仿真系統(tǒng)功能的實現(xiàn)提供了基礎(chǔ)，對現(xiàn)場汽車起重機吊裝方案的生成有一定的作用。</p><p>　　關(guān)鍵字：起重機

3、仿真, 三維吊裝, 云計算 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1 背景介紹2</p><p>　　1.2 研究內(nèi)容與意義4</p><p>　　第二章 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀5&

4、lt;/p><p>　　2.1 二維仿真研究5</p><p>　　2.2 三維仿真研究6</p><p>　　2.2.1 國外研究現(xiàn)狀6</p><p>　　2.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀7</p><p>　　2.3 云計算研究現(xiàn)狀8</p><p>　　第三章 起重機仿真相關(guān)技

5、術(shù)分析10</p><p>　　3.1 起重機仿真建模技術(shù)10</p><p>　　3.2 確定起重機定位區(qū)11</p><p>　　3.3 吊裝路徑規(guī)劃12</p><p>　　3.4 云計算架構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)13</p><p>　　第四章 方案提出與總結(jié)14</p><p&g

6、t;<b>　　參考文獻17</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加強，特別是受建筑、電力、石油、化工等行業(yè)迅速發(fā)展的拉動，國內(nèi)起重機尤其是大型起重機的市場需求增長顯著，起重機的結(jié)構(gòu)和各方面性能都有新的發(fā)展。完成一次吊裝任務(wù)大體上需要經(jīng)過如下流程：將起重機各部分運輸?shù)降跹b作業(yè)地點

7、，然后安裝起重機，進行實際吊裝作業(yè)，最后拆卸起重機并將其運回?？捎捎谄鹬貦C體積大、重量大，運輸、安裝和拆卸都很花費時間和資源。由此可見，起重機每次吊裝的費用很高，但效率卻不高，而且施工現(xiàn)場存在著危險性，這些并不能從改變起重機的性能而得到大的提升。這就有必要在實際吊裝之前制定一個合理、高效、可靠的吊裝方案，輔助完成施工現(xiàn)場汽車起重機的吊裝，節(jié)省吊裝成本和時間，保障汽車起重機和操作人員的安全。目前，大多數(shù)是人工制定吊裝方案，先到吊裝現(xiàn)場進行

8、考察，研究吊裝環(huán)境，然后選擇所需要的平衡梁、索具、吊耳等輔助設(shè)備，再對這些設(shè)備進行校核計算和有限元分析，最后選擇合適的起重機完成吊裝?？紤]到平衡梁、索具、吊耳等設(shè)備很多，起重機的性能參數(shù)也非常多，因此手工進行吊裝方案的制定需要花費很多的時間和精力，而且準確性無法保證，并且在方案確定后看不到吊裝方案實施的效果，那么也就不能在</p><p>　　汽車起重機的作用是在指定地點，將吊裝物體移動到目標位置。整個吊裝過程要

9、消耗能量，消耗時間，而且一般情況下，現(xiàn)場的吊裝是一種嘗試性的工作，沒人知道具體的吊裝行為參數(shù)，只是以操作人員的視覺和經(jīng)驗來判斷吊裝過程及是否達到終點。這在無形之中增加了很多不必要的工作量，對吊裝效率來說也是一種限制。試想，如果我們在現(xiàn)場吊裝之前就能知道具體的吊裝行為參數(shù)，那么就能在最短的時間里以最快的速度完成吊裝，吊裝過程也是最為理想的。汽車起重機三維吊裝仿真系統(tǒng)就是在這種情況下提出的。通過仿真系統(tǒng)，希望能夠得到汽車起重機吊裝方案，它可

10、以用來輔助完成施工現(xiàn)場汽車起重機的吊裝。系統(tǒng)還可以模擬起重機吊裝操作，有一個可視化的三維起重機運作畫面可供觀察，可進行人機交互。使用者可以選擇不同型號的汽車起重機，設(shè)置某些結(jié)構(gòu)參數(shù)，在場景中通過相關(guān)的按鍵操作來指導起重機吊裝。</p><p>　　現(xiàn)在的很多系統(tǒng)都需要先下載，然后安裝，才能使用，這就對客戶端計算機的硬件配置有一定的要求，占據(jù)了內(nèi)存空間，而且每次升級還需要重新下載安裝，軟件使用麻煩。如果我們能通過瀏

11、覽器直接去訪問系統(tǒng)頁面，完成同樣的起重機機型選擇和吊裝操作，那么對使用者而言無疑更加方便，只需連上網(wǎng)絡(luò)就行。這就形成了一種服務(wù)器端/客戶端的訪問模式，客戶端通過網(wǎng)絡(luò)實行對服務(wù)器的訪問，服務(wù)器端可以對網(wǎng)頁的訪問進行權(quán)限設(shè)置。汽車起重機三維仿真中有許多的數(shù)據(jù)、圖片、文件等需要保存和使用，對服務(wù)器端的硬件要求較高，為解決這個問題，我們可以采用云計算技術(shù)進行大量數(shù)據(jù)存儲和計算，提高網(wǎng)頁運行效率?；谠朴嬎愕钠嚻鹬貦C三維仿真系統(tǒng)就是在這種條件下

12、產(chǎn)生的。</p><p><b>　　1.1 背景介紹</b></p><p>　　汽車起重機英文名Truck Crane，是裝在普通汽車底盤或特質(zhì)汽車底盤上的一種起重機，其行駛駕駛室與起重操縱室分開設(shè)置。汽車起重機的底盤性能等同于整車總重的載重汽車，符合公路車輛的技術(shù)要求，因此可以在各類公路上通行無阻。汽車起重機配備有上下兩個操縱室，作業(yè)時必須伸出支腿以保持穩(wěn)定。

13、汽車起重機主要由起升機構(gòu)、變幅機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、起重臂和汽車底盤組成。起升機構(gòu)控制吊鉤上升和下降，變幅機構(gòu)改變吊臂的仰角，回轉(zhuǎn)機構(gòu)控制車身正、反方向運動。汽車起重機廣泛的應(yīng)用于運輸、建筑、礦山等行業(yè)中，用來裝卸大型零件、移動建筑構(gòu)件等，它可以在很小的空間中完成大的運輸任務(wù)。它具有如下幾個優(yōu)點：（1）可以自由行動，在承受能力范圍內(nèi)，能將大量物體進行高效的移動；（2）除了可以作為汽車起重機使用外，能配合其他設(shè)備進行其他的工作；（3）不需要其他

14、外加設(shè)備就可進行作業(yè)，減少了生產(chǎn)成本，降低維修費用；（4）具有獨立的動力裝置，不需要其他導電裝置；（5）可以把物體移動到比汽車起重機本身更高的地方。</p><p>　　由于汽車起重機具有這么多的特點，它靈活、起重量大、行駛速度塊，使得汽車起重機的市場需求量越來越大，因此也推動了汽車起重機技術(shù)的革新。汽車起重機可載物體從幾噸到上千噸不等，不同型號的起重機起重能力不同。按照起重量可分為輕型汽車起重機（起重量在5噸以

15、下）、中型汽車起重機（起重量在5-15噸）、重型汽車起重機（起重量在15-50噸）、超重型汽車起重機（起重量在50噸以上）。</p><p>　　國內(nèi)汽車起重機與國外的相比還有一定的差距，國內(nèi)市場汽車起重機的需求量還是很大的。為適用市場需求，各企業(yè)也在不斷創(chuàng)新，爭取在保證汽車起重機性能的基礎(chǔ)上開發(fā)出起重量更大的產(chǎn)品。國內(nèi)生產(chǎn)大型汽車起重機的廠家以中聯(lián)重科、三一重工、撫挖等公司產(chǎn)品系列較全，國外專業(yè)生產(chǎn)大型汽車起重

16、機廠家以利勃海爾、特雷克斯-德馬格、馬尼托瓦克、神鋼等公司產(chǎn)品系列較全，市場占有率較高[1]。就發(fā)展趨勢而言，國內(nèi)汽車起重機注重于擴大產(chǎn)品的種類，生產(chǎn)出起重量范圍更寬的機型，同時增大起重力矩，滿足大噸位汽車起重機的起重需求，提升汽車起重機各方面的性能，全力打造出自己的品牌。國外汽車起重機向著專業(yè)化、標準化、系列化前進，將汽車起重機進行模塊化設(shè)計，結(jié)合現(xiàn)代計算機技術(shù)設(shè)計控制模塊，給起重機裝上防撞系統(tǒng)減少其損傷的可能性。綜合來說，國內(nèi)外汽車

17、起重機將向著更大噸位更易于控制的方向進行創(chuàng)新設(shè)計，繼續(xù)提高汽車起重機的性能，來滿足市場對汽車起重機更高的需求。下文所提到的起重機均指汽車起重機。</p><p>　　虛擬現(xiàn)實技術(shù)(Virtual Reality Technique，簡稱VR技術(shù))是1989年美國VPL公司的創(chuàng)建人之一Jaron Lanier提出來的，國內(nèi)也有人譯為“靈境”、“幻真”等，國外與虛擬現(xiàn)實同類的術(shù)語，還有虛擬環(huán)境、人工現(xiàn)實及電腦空間等[

18、2]。虛擬現(xiàn)實是計算機學科的一個分支，能夠逼真的模擬人在自然環(huán)境中視覺、聽覺、嗅覺和運動等行為，是以多感知性、沉浸性、交互性和直觀性為基本特征的計算機高級人機界面。它綜合利用了計算機圖形學、傳感技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)等多項技術(shù)，使人能夠沉浸在計算機生成的虛擬世界中。使用者不僅能夠感受到在客觀物理世界中所經(jīng)歷的“身臨其境”的真實性，而且還能突破空間、時間以及其他客觀條件限制，感受到真實世界中沒有的體驗

19、。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在軍事訓練、室內(nèi)設(shè)計、工業(yè)仿真、施工建設(shè)等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛，效果顯著。</p><p>　　隨著互聯(lián)網(wǎng)上信息與數(shù)據(jù)的快速增長，人們對計算機的存儲能力和計算能力有了更高的要求，單一的計算機已經(jīng)不能滿足需要。為了提高系統(tǒng)的可擴展性和節(jié)省成本，一種云計算技術(shù)被提了出來。云計算是繼分布式計算、并行處理和網(wǎng)格計算后計算機領(lǐng)域的又一發(fā)展，它是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算，能夠提供硬件服務(wù)、軟件服務(wù)、平臺服務(wù)、存儲服務(wù)等

20、。云計算的思想源自于一個叫John McCarthy的人，他曾經(jīng)說過“計算遲早有一天會變成一種公用基礎(chǔ)設(shè)施”，這就意味著計算能力可以作為一種商品進行流通，就像煤氣、水電一樣，取用方便費用低廉[3]。</p><p>　　云計算的出現(xiàn)使人們可以直接通過網(wǎng)絡(luò)獲取計算能力和數(shù)據(jù)存儲能力，這給傳統(tǒng)的信息產(chǎn)業(yè)帶來了很大的變革，并且已經(jīng)漸漸成為一種趨勢，為此許多大公司，包括谷歌、亞馬遜、微軟等都推出了與云計算有關(guān)的云解決方案

21、，并且將之應(yīng)用于相關(guān)研究項目中。那么什么是云計算呢？IBM將云計算理解為一種計算模式，它能通過網(wǎng)絡(luò)以服務(wù)的方式將應(yīng)用數(shù)據(jù)和IT資源提供給用戶使用，是系統(tǒng)虛擬化的最高境界。加州大學伯克利分校在云計算白皮書中寫到：云計算指的是互聯(lián)網(wǎng)上各種服務(wù)形式的應(yīng)用以及被這些服務(wù)所依托的數(shù)據(jù)中心的軟硬件設(shè)施，云計算就是軟件服務(wù)與效用計算，可分為兩種云：一種是通過即用即付方式提供給公眾的叫公共云；一種把不開放給公眾的內(nèi)部數(shù)據(jù)中心資源叫私有云[4]。簡單的說

22、，云計算就是利用虛擬化技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)來提供大規(guī)模數(shù)據(jù)計算、存儲和管理的一種計算模式。在這種模式下，用戶不需要購買硬件設(shè)備和軟件，只需要付費給提供云計算服務(wù)的供應(yīng)商就能獲取到資源。</p><p>　　1.2 研究內(nèi)容與意義</p><p>　　本課題研究的主要內(nèi)容是在云平臺下，搭建一個汽車起重機三維吊裝仿真系統(tǒng)，用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)進行訪問，實現(xiàn)多平臺快速可操作性。為觀察三維吊裝仿真過程，系

23、統(tǒng)需要實時顯示汽車起重機操作圖。為實現(xiàn)多平臺操作，需要建立遠程訪問程序，將服務(wù)器端和客戶端分離，形成一種服務(wù)器端/客戶端的訪問模式，將程序和大量數(shù)據(jù)文件存放在服務(wù)器端，客戶端無需下載，連接網(wǎng)絡(luò)后，進入系統(tǒng)頁面即可操作。為實現(xiàn)汽車起重機快速高性能仿真操作，在服務(wù)器端嵌入云計算技術(shù)，在云平臺下，實現(xiàn)服務(wù)器端大量數(shù)據(jù)存儲和高速計算，加快吊裝方案的生成。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)三維場景渲染和汽車起重機模型加載，在連接上網(wǎng)絡(luò)情況下，允許客服端實現(xiàn)遠程訪問，并

24、進行簡單的汽車起重機吊裝操作。而在服務(wù)器端，將大量數(shù)據(jù)的存儲和計算放在“云”上，加快仿真速度，實現(xiàn)云平臺下網(wǎng)絡(luò)訪問的汽車起重機三維吊裝仿真系統(tǒng)。</p><p>　　本系統(tǒng)主要針對吊裝行業(yè)的吊裝成本高、吊裝效率低的問題，欲研究一個汽車起重機三維吊裝仿真系統(tǒng)，模擬施工現(xiàn)場的狀況，搭建一個虛擬的三維仿真平臺，能夠完成汽車起重機吊裝仿真，將整個吊裝過程顯示出來，并且輸出吊裝方案。此吊裝方案可給施工現(xiàn)場的操作人員提供一個

25、參考，對于實際吊裝方案的制定有一定輔助作用。而且，系統(tǒng)允許不同平臺的客戶端通過網(wǎng)絡(luò)進行訪問，便于系統(tǒng)的優(yōu)化和擴展，服務(wù)器端系統(tǒng)的升級不影響客戶端下次訪問。</p><p>　　第三章 起重機仿真相關(guān)技術(shù)分析</p><p>　　起重機三維仿真軟件的作用主要是輔助吊裝人員制定現(xiàn)場吊裝方案，這就要求軟件里除了能實現(xiàn)三維仿真可視化外，還要模擬現(xiàn)場的工況條件，進行起重機運作的實時計算和判斷，保證

26、仿真中起重機的每個運動在實際操作中的可行性。另一方面，為節(jié)約吊裝成本、節(jié)省吊裝時間，希望仿真輸出中吊裝方案里的吊裝路徑為最佳可行路徑。仿真中需要進行起重機碰撞檢測和路徑規(guī)劃，根據(jù)現(xiàn)場中起重機的立體結(jié)構(gòu)和起重量，計算其可達最大和最小范圍[18]，從而判斷在范圍內(nèi)的路徑為可行路徑，再選擇一條最短的作為最佳路徑?？紤]到起重機的移動對仿真過程計算值的影響，一般三維起重機仿真軟件會固定起重機位置，或者在同一個吊裝物移動過程中起重機不會移動，從而起

27、重機位置點的確定就顯得比較重要。根據(jù)起重機型號的不同，相應(yīng)的起重機模型和性能也會不同，要選擇合適的起重機進行吊裝，首先得建立起重機模型。</p><p>　　3.1 起重機仿真建模技術(shù)</p><p>　　對于三維汽車起重機仿真軟件來說，建立合理的、逼真的起重機模型是很重要的。目前有三種方法建立起重機三維模型：基于現(xiàn)有軟件的二次開發(fā)建模技術(shù)、基于VRML（Virtual Reality

28、Model Language）建模技術(shù)、基于Visual C++和OpenGL的建模技術(shù)。第一種方法可以用現(xiàn)有的軟件如ProE、AutoCAD等進行二次開發(fā)，成本低、周期短，但系統(tǒng)的通用性和交互性不好。第二種方法可以開發(fā)出基于網(wǎng)絡(luò)的仿真系統(tǒng)，但對于某些軟件的網(wǎng)絡(luò)化實現(xiàn)有一定的難度。第三種方法用了Microsoft開發(fā)的面向?qū)ο蟮木幊陶Z言和性能卓越的三維圖形軟件接口OpenGL，這樣開發(fā)的軟件通行強，但編程工作量大。綜合來說，應(yīng)用第三種方

29、法開發(fā)最適宜。文獻十九用第三種方法自主開發(fā)了三維引擎SR系統(tǒng)，為三維場景建模提供很好的數(shù)據(jù)接口，能夠產(chǎn)生高質(zhì)量的三維圖形。</p><p>　　對于起重機吊裝過程的顯示而言，模型越精致越好，而模型越精致仿真速度越慢，這兩個方面存在著矛盾。為盡可能同時滿足系統(tǒng)高可視化和高速度仿真要求，對起重機模型的建立有三個規(guī)則[19]：（1）為滿足運行速度要求，忽略起重機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在整體結(jié)構(gòu)上做必要處理；（2）為滿足碰撞檢測需

30、要，起重機的外形尺寸不可少，尤其是涉及到與起重性能相關(guān)的尺寸；（3）為體現(xiàn)不同風格的機種，實現(xiàn)起重機主要部分的顏色修改與設(shè)置。起重機三維模型建立過程需要很多數(shù)據(jù)，一般用數(shù)據(jù)庫來存儲，可分為幾何尺寸和邏輯尺寸。三維引擎接受起重機各部分的幾何尺寸來建立模型，通過邏輯尺寸將各部件組織起來，形成一臺完整的起重機模型。</p><p>　　而對于船舶貨物吊裝而言，物體的建模要求卻不相同，僅僅取得好的視覺效果還不行，因為船舶

31、貨物裝卸仿真的主要目的是驗證貨物吊裝的可行性和安全性，同樣在起重機吊裝場景中也應(yīng)該考慮到吊裝的安全性和可行性。場景中除了起重機外，還有吊裝物和其他設(shè)備的建模，模型越細致，仿真時的真實性越高，但是碰撞檢測時計算就越復雜，這時可以采用“細節(jié)水平”（LOD-Levels of Detail）技術(shù)[20]。細節(jié)水平是以復雜度不同的物體來代替在視覺上同樣的模型，物體的復雜程度取決于物體和觀察點之間的距離。距離越遠，就用越少的多邊形來代替此物體，而

32、當觀察點靠近時，顯示出物體的更多細節(jié)，這種方法在碰撞檢測中有一定的應(yīng)用。</p><p>　　3.2 確定起重機定位區(qū)</p><p>　　在已知吊裝物的情況下，選擇一個好的起重機定位點，能提高吊裝效率和吊裝過程的安全性。汽車起重機的立體構(gòu)型和吊臂決定了可吊裝空間的最大和最小半徑，而不同的起重機操作如升降、回轉(zhuǎn)、變幅等所需要的工作區(qū)和消耗的能量都不相同，當起重機選擇一個好的定位點時，就能

33、夠最快、最省、最安全的完成吊裝。不同的定位點下，起重機的工作區(qū)不同，由此會產(chǎn)生多條吊裝路徑。文獻二十一提出了一種自動生成起重機二維定位區(qū)的方法，因為起重機的工作區(qū)與場景中障礙物和邊界的限制有關(guān)[21]，和起重機本身性能也有關(guān)，用傳統(tǒng)的方法憑著操作者的經(jīng)驗、技能及適當?shù)囊?guī)劃來確定起重機的定位點會花費很多時間，且易于出錯。所以，此文獻中提出的這種自動生成起重機定位區(qū)的方法可以找到進行吊裝的定位區(qū)，使起重機停在某處完成吊裝，同時配合自動尋徑方

34、法，可以找出一條最佳的吊裝路徑。</p><p>　　算法是一種有力的工具來優(yōu)化吊裝過程，但其實現(xiàn)卻不容易，文獻二十一嘗試用算法來選擇起重機定位區(qū)。以往的算法都是先考慮起重機的可吊裝區(qū)，然后選擇可行的起重機位置，而這個算法先考慮場景中障礙物的位置和邊界值來確定起重機定位區(qū)間，根據(jù)起重機選型計算起重機吊臂的可運行范圍，最后確定起重機定位點，這樣使施工現(xiàn)場的安全性得到提高?，F(xiàn)場中汽車起重機吊臂在移動過程中會有振動，在

35、大噸位起重機中振動會影響系統(tǒng)的控制精度，甚至會引起事故的發(fā)生[22]。為提高安全度，可以在起重機定位時將障礙物的空間擴大，減小起重機工作區(qū)，從而確定定位點。當場景中障礙物和邊界限制較多時，提前進行場景分析確定起重機定位區(qū)，能夠加快吊裝的完成，節(jié)省吊裝成本。</p><p>　　3.3 吊裝路徑規(guī)劃</p><p>　　吊裝路徑規(guī)劃[23]指在有障礙物的吊裝環(huán)境中尋找一條從起吊狀態(tài)（起點）

36、到就位狀態(tài)（終點）的動作序列，使起重機在運動過程中能無超載、無碰撞的完成吊裝。一般的吊裝系統(tǒng)中，允許用戶單獨對起重機進行操作，并且實時顯示吊裝物移動的位置和相關(guān)參數(shù)，整個吊裝過程只依據(jù)用戶的經(jīng)驗、視覺及手工計算，當移動到終點時顯示吊裝完成。整個過程是一種人工路徑搜索，雖然仿真成本低，但是效率也低。路徑規(guī)劃中一個重要的技術(shù)是碰撞檢測。</p><p>　　為保證施工現(xiàn)場人員和設(shè)備的安全，在仿真中不允許起重機發(fā)生碰撞

37、，一旦碰撞發(fā)生，說明此路徑不可行，原則上應(yīng)該保持起重機和設(shè)備之間有一定的間隙。在三維仿真中，可能發(fā)生空間沖突，碰撞檢測就從二維空間上升為三維空間，難度增加，場景中障礙物和起重機的立體構(gòu)型對碰撞檢測有很大影響。場景渲染中一般選擇特殊立體構(gòu)型虛擬化施工現(xiàn)場的障礙物[24]，比如說：正方體、長方體、圓錐、圓柱、球體等，這些特殊多面體的中心和大小比較容易計算，這就簡化了碰撞檢測和吊裝過程參數(shù)的計算。當需要可視化障礙物時，可以利用二維基本圖形構(gòu)造

38、形象化物體，再用一個大的虛擬包圍盒封裝此物體?？梢詫⑴鲎矙z測分為兩個檢測階段[25]：粗略檢測階段和精確檢測階段。粗略檢測階段進行各包圍盒之間和包圍盒與起重機組件之間的空間碰撞檢測，排除不可能產(chǎn)生碰撞的物體。如果發(fā)生包圍盒碰撞檢測，就進入精確檢測階段，對物體內(nèi)層結(jié)構(gòu)進行碰撞檢測。這樣先排除一些不可能發(fā)生情況，留下碰撞發(fā)生率較高的物體，再進行重點檢測，范圍就會縮小很多，從而能夠提高碰撞檢測的效率，但是對障礙物的二次虛擬化增加了系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲

39、量。</p><p>　　起重機安全高效的完成吊裝不僅需要好的吊裝操作，還需要足夠的吊裝時間完成吊裝，默認同一次吊裝過程中場景沒有發(fā)生變化，是在靜態(tài)環(huán)境中完成吊裝。而現(xiàn)實生活中，施工現(xiàn)場是一個動態(tài)的環(huán)境，在一次吊裝路徑的執(zhí)行中，有可能出現(xiàn)其他物體。如果與場景中定時出現(xiàn)的物體發(fā)生沖突，那么此次路徑就不能再繼續(xù)進行，吊裝過程就會失敗，這時提出了一個實時路徑規(guī)劃[26]的概念。一個動態(tài)的實時路徑算法被提出，通過快速路徑

40、規(guī)劃和避障提高現(xiàn)場操作的安全性和效率。起重機吊裝過程與起重機容量、吊裝路徑、起重機視角等都有關(guān)，其中一個好的吊裝路徑是起重機成功吊裝的關(guān)鍵。起重機路徑規(guī)劃和機器人路徑規(guī)劃是不同的，起重機的的機車回轉(zhuǎn)、吊臂伸縮變幅、吊鉤起升等運動更為復雜，而文獻二十六在考慮起重機運作限制條件下，采用機器人路徑規(guī)劃算法研究出一種基于二元樹的實時吊裝路徑規(guī)劃算法，能夠在動態(tài)場景中快速的修正吊裝路徑，使操作高效、可靠、安全、可行。</p><

41、;p>　　3.4 云計算架構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)</p><p>　　云計算作為一種性能高的服務(wù)計算，其所涉及到的技術(shù)非常廣泛，但是就云計算本身而言特有的技術(shù)主要[16]有數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、大規(guī)模服務(wù)器串聯(lián)技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、分布式并行編程模型等。</p><p>　?。?）云數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。為了能夠同時滿足大量用戶的需求，云計算平臺需要具有存儲大容量數(shù)據(jù)、高吞吐率和高傳輸率的訪問機制。Googl

42、e采用的GFS文件系統(tǒng)是由幾千個甚至幾萬個普通的硬盤串聯(lián)組成，處理的數(shù)據(jù)是按GB級來度量的，另外，為了保證數(shù)據(jù)安全，數(shù)據(jù)信息備用一般至少采用三個副本。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)中心服務(wù)器串聯(lián)技術(shù)。串聯(lián)起來數(shù)量龐大的服務(wù)器群組成了云計算數(shù)據(jù)中心，其中，服務(wù)器群的部署、串聯(lián)方式、動態(tài)遷移、數(shù)據(jù)快照等技術(shù)，以及云基地能耗問題的方案解決都是云計算中存在的技術(shù)問題。</p><p>　?。?）

43、數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)。云數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是用來存放分布式數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，用來處理PB級的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，也有相應(yīng)的查詢語言。Google采用了Bigtable數(shù)據(jù)庫，它具有高性能的數(shù)據(jù)管理能力，也有專門的GQL（Google Query Language）查詢語言。</p><p>　?。?）云編程模型。這是用來計算云平臺的大量數(shù)據(jù)，能為用戶提供并行計算的程序編寫平臺。Google采用MapReduce技術(shù)實現(xiàn)并行編程，這也是目前