螺旋桨测量系统仿真和碰撞检测

发布时间：2017-08-12 20:31

  本文关键词：螺旋桨测量系统仿真和碰撞检测

  更多相关文章： 螺旋桨测量系统 运动仿真 碰撞检测 层次包围盒树 模型细分

【摘要】：螺旋桨是舰船的关键部件之一,制造工艺及流程十分复杂,且螺旋桨体型较大,在实际的螺旋桨毛坯上进行测量或加工操作,其风险和代价较大。计算机仿真技术是分析系统运行行为和动态过程的重要手段和方法。课题中将以螺旋桨制造工艺中的测量部分为背景,详细说明计算机仿真技术在螺旋桨测量系统中的应用。该部分主要的研究内容如下:第一、说明系统中测量环境建模的过程:包括基于段结构的测量机各组件层次结构的搭建和螺旋桨的组成结构。第二、研究基于时间的运动仿真原理、仿真控制(主要是仿真的加速控制)和基于段结构的模型组件的复合运动等。为了提高系统仿真的真实性,碰撞检测将是仿真过程中不可缺少的一部分。螺旋桨是由复杂曲面组成的几何体,且属于精细模型,包含的三角面片比较多,如果对其进行直接的碰撞检测往往效率低下,无法满足要求。课题在螺旋桨测量系统仿真的基础上,研究如何在保持碰撞检测实时性和准确性平衡的前提下进行碰撞检测。该部分主要的研究内容如下:第一、详细说明基于包围盒的碰撞检测技术并比较各自的优缺点,为后续螺旋桨测量系统仿真中包围盒的选择提供理论参考。第二、为了减少精确碰撞检测时模型复杂度,课题所述系统采用基于模型细分的层次包围盒树检测方法,并详细说明模型的细分方法和分步碰撞检测过程。第三、通过编程实现仿真过程和碰撞检测功能,比较多组数据说明层次包围盒树检测方法的效果,肯定了这种检测方法在系统仿真时能够一定程度上提高仿真效率,但也存在诸多问题使碰撞检测的效率提升受到限制。在分析了仿真运行结果后,提出了将原螺旋桨测量系统中使用的模型静态切分方法改为动态切分方法的想法,使用动态切分方法能够大量减少场景中以段为单位的模型数量,从而一定程度上提高了操作体验。
【关键词】：螺旋桨测量系统 运动仿真 碰撞检测 层次包围盒树 模型细分
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U664.33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1.绪论9-14
• 1.1 课题背景及研究意义9
• 1.2 国内外研究现状分析9-13
• 1.3 论文的主要研究内容13
• 1.4 论文的组织结构13-14
• 2.螺旋桨测量仿真14-23
• 2.1 基于时间的运动仿真原理14-17
• 2.2 测量环境建模17-19
• 2.3 测量过程仿真19-22
• 2.4 本章小结22-23
• 3.碰撞检测23-33
• 3.1 基本原理23-24
• 3.2 基于包围盒的碰撞检测24-29
• 3.3 基于模型细分的碰撞检测29-31
• 3.4 本章小结31-33
• 4.系统实现和测试33-48
• 4.1 系统实现33-41
• 4.2 系统测试41-46
• 4.3 本章小结46-48
• 5.总结与展望48-50
• 5.1 论文总结48
• 5.2 展望48-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-54

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本文编号：663517