起重機仿真訓(xùn)練器視景系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本文在大連理工大學(xué)科技項目——基于虛擬現(xiàn)實的橋吊仿真訓(xùn)練器的開發(fā)前期研究的基礎(chǔ)上，研究了視景仿真中的幾何建模、模型優(yōu)化技術(shù)、雨雪降落的實時模擬，開發(fā)了橋式起重機仿真訓(xùn)練器視景系統(tǒng)，實現(xiàn)了橋吊仿真訓(xùn)練器視景系統(tǒng)中雨雪降落的實時模擬和仿真訓(xùn)練的考核。 首先，本文結(jié)合橋式起重機的結(jié)構(gòu)，分析了目前主要的三維建模方法，采用基于3DSMax應(yīng)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(yīng)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(dān)，大大提高渲染效率。然后設(shè)計了場景中模型的層次組織結(jié)構(gòu)，載入優(yōu)化后的模型，設(shè)置光照、初始化視點、設(shè)置模型路徑，實現(xiàn)了視景驅(qū)動。 其次，本文在分析現(xiàn)有的降雨和降雪模擬方法的基礎(chǔ)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(xùn)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(dāng)?shù)暮喕透倪M，成功地在橋吊仿真訓(xùn)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(fēng)向、風(fēng)速等參數(shù)進行設(shè)置，得到不同狀態(tài)下雨雪的降落效果。 然后，本文根據(jù)實際的橋吊司機考核要求，實現(xiàn)了橋吊仿真訓(xùn)練器中仿真訓(xùn)練的考核，并且設(shè)計了輔助定位系統(tǒng)，輔助學(xué)員快速而準(zhǔn)確定位吊具，縮短了培訓(xùn)時間。