虛擬三坐標測量機仿真系統(tǒng)研究與開發(fā).pdf

1、三坐標測量機(CMM)是機械三維檢測中的重要高精度測量設(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中，仍存在因教學資源有限、費用昂貴而導致學生缺少實訓時間，因教學形式落后而導致學生未能掌握操作技能以及各大企業(yè)因無三坐標測量機行業(yè)操作考核而導致售后和崗前培訓周期長、人力資源消耗大等現(xiàn)象。
　　為了解決上述問題，本文設(shè)計并開發(fā)了一款基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的虛擬三坐標測量機軟件，旨在通過逼真的虛擬場景、人性化的交互體驗、

2、全流程的案例教學等形式，減少培訓周期、提高教學效果和培養(yǎng)實操能力。
　　鑒于Unity3D引擎中碰撞算法和典型的虛擬場景內(nèi)碰撞算法的局限性，本文設(shè)計并實現(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€規(guī)則分布的相同形狀的立方體空間單元描述，通過十分法逐次離散空間與模型，并利用相鄰的8個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算，提高了虛擬碰撞算法的精度與效率。
　　基于虛擬三坐標測量機軟件系統(tǒng)的復(fù)雜的功能模型，本文實現(xiàn)了基于改進型MVC設(shè)計模式的總體框架設(shè)計，即功能模型(Model)、視圖與交互(View)、邏輯處理與狀態(tài)控制(Control)，達到了功能解耦和開發(fā)期間的職能分工。CMM虛擬測量中，模擬了數(shù)據(jù)點的采集過程，并通過最小二乘法擬合特征化圖形（球、圓錐、圓柱等）。從提