桥门式起重机模拟培训系统设计与实现

发布时间：2017-05-21 10:15

  本文关键词：桥门式起重机模拟培训系统设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：虚拟现实仿真技术具有安全、经济、高效的特点。目前已广泛应用于导弹跟踪系统运行轨迹仿真训练、汽车驾驶培训、船舶驾驶模拟器以及飞机仿真驾驶室等领,本文针对桥门式起重机模拟培训系统的设计与实现展开研究。 论文建立了系统框架,通过研究系统的结构、特点和相关技术,建立桥门式起重机在实际工作状态下的仿真系统基本构架。首先使用SolidWorks软件构建实体模型,其次使用3DS MAX软件对已建立好的实体模型进行优化,最后导入Virtools中,即在虚拟环境中进行人机交互。针对重物在小车运动过程中的摆动状况问题进行研究,建立运动方程,并求解。使用Virtools软件实现小车重物系统仿真。提出了碰撞检测的新算法,即均匀网格与AABB结合,并可手柄控制桥机仿真系统,奠定了与其他硬件连接的基础。 本文针对桥门式起重机模拟培训系统全三维场景的设计,场景形象,完整展现出现实中桥门式起重机操作的面貌。此系统是一种集成传感器、三维实时动画、人工智能、数据通信、网络、多媒体技术等先进技术于一体的仿真系统,最终实验取得令人满意的效果。
【关键词】：桥式起重机 虚拟现实 碰撞检测 Virtools SolidWorks
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH213.4;TP391.9
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 引言8-9
• 1.2 国内外桥式起重机模拟培训系统研究状况9-15
• 1.2.1 课题的研究意义14-15
• 1.3 论文的主要内容15
• 1.3.1 论文的主要内容15
• 2 模拟培训系统总体结构设计15-28
• 2.1 系统功能16
• 2.2 仿真系统结构与工作原理16-18
• 2.2.1 仿真系统结构16-17
• 2.2.2 系统的原理17-18
• 2.3 系统实现过程18-21
• 2.3.1 3DS MAX和Virtools简介18-21
• 2.4 系统的关键技术21-27
• 2.4.1 建模技术21-23
• 2.4.2 模型优化技术23-24
• 2.4.3 碰撞检测24-27
• 2.5 本章小结27-28
• 3 桥式起重机仿真建模28-39
• 3.1 模型建模28-33
• 3.1.1 三维建模28
• 3.1.2 模型构建28-30
• 3.1.3 桥机三维模型建立与优化30-32
• 3.1.4 训练场景三维模型32-33
• 3.2 运动仿真建模33-37
• 3.2.1 重物的数学模型33-34
• 3.2.2 小车状态方程34-36
• 3.2.3 状态方程的解法36-37
• 3.2.4 小车重物系统仿真运动实现37
• 3.3 本章小结37-39
• 4 桥式起重机虚拟系统碰撞检测研究39-45
• 4.1 算法框架39
• 4.2 静态场景管理39-41
• 4.3 基于均匀网格与AABB相结合的碰撞检测41-44
• 4.3.1 一种改进的平衡二叉树41-43
• 4.3.2 算法步骤43-44
• 4.4 实验与分析44
• 4.5 本章小结44-45
• 5 桥式起重机仿真训练系统实现45-52
• 5.1 导入场景模型45
• 5.2 桥机控制功能实现45-49
• 5.2.1 桥机的运动控制描述45-46
• 5.2.2 桥机运动的键盘控制46-48
• 5.2.3 桥机运动的操纵杆控制48-49
• 5.3 重物惯性的实现49
• 5.4 碰撞检测的实现49
• 5.5 其他功能49-51
• 5.5.1 超重报警49-50
• 5.5.2 旋转和缩放相机50-51
• 5.6 本章小结51-52
• 结论52-53
• 参考文献53-57
• 致谢57-58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：383356