汽車起重機(jī)模擬作業(yè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、虛擬樣機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，特別是實(shí)時(shí)動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)的發(fā)展，為車輛的交互式實(shí)時(shí)仿真提供了一種新的手段。本文將實(shí)時(shí)動(dòng)力學(xué)引入汽車起重機(jī)模擬作業(yè)系統(tǒng)，建立某型全路面全輪轉(zhuǎn)向汽車起重機(jī)的動(dòng)力學(xué)模型，研究汽車起重機(jī)駕駛和吊裝模擬作業(yè)的相關(guān)技術(shù)，基于上述技術(shù)開發(fā)了汽車起重機(jī)模擬作業(yè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)集汽車起重機(jī)動(dòng)力學(xué)建模、數(shù)學(xué)建模、大規(guī)模復(fù)雜場景組織和管理、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)、實(shí)時(shí)交互于一體。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　 介紹虛擬樣機(jī)技術(shù)和機(jī)械系統(tǒng)多體動(dòng)

2、力學(xué)的基本理論，以及國內(nèi)外動(dòng)力學(xué)技術(shù)在車輛仿真技術(shù)應(yīng)用上的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢?；诙囿w系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，建立某型汽車起重機(jī)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型；采用層次模型的方式組織汽車起重機(jī)模型，降低仿真過程中模型轉(zhuǎn)化的運(yùn)算量，并增強(qiáng)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性；建立汽車起重機(jī)協(xié)同吊裝的數(shù)學(xué)模型。
　　 基于八叉樹建立了汽車起重機(jī)模擬作業(yè)系統(tǒng)所依賴的大規(guī)模復(fù)雜場景模型?；跀?shù)字高程模型，采用雙線性插值算法建立了場景的地面模型，減少插值運(yùn)算的次數(shù)并且滿足運(yùn)算精度

3、要求；采用四元數(shù)描述實(shí)體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；采用三維音效輔助增強(qiáng)場景的真實(shí)感。討論模擬作業(yè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制模塊，以及微分方程的求解；采用廣義/狹義二階段碰撞檢測算法，對(duì)場景中的物體進(jìn)行碰撞檢測。
　　 基于上述技術(shù)和算法，在圖形渲染引擎OGRE和物理引擎Havok的基礎(chǔ)上，描述物理引擎求解結(jié)果驅(qū)動(dòng)三維圖形的實(shí)現(xiàn)過程，以及某型汽車起重機(jī)模擬作業(yè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。輸入設(shè)備接口和硬件抽象層接口的設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)獨(dú)立于不同的外部設(shè)備，多線程運(yùn)算充分發(fā)揮現(xiàn)代