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基于虚拟现实的集装箱装卸仿真系统

林锦尧  
【摘要】:集装箱吊装的效率和安全是制约集装箱运输效率和安全的重要因素,因此,需要加强起重机操作人员的培训,提高其业务水平。集装箱装卸仿真系统采用计算机成像技术,给训练者提供一个接近真实的视景系统和操作环境,对他们进行各种基本操作训练,而且,在仿真系统中可以方便的加入各种突发事故,设置雨、雪、雾、大风等恶劣天气情况,还可以模拟不同类型的集装箱装卸系统,从而对训练者进行全面的训练。和传统的培训系统相比,采用仿真系统进行培训不仅提高了训练质量,而且缩短了训练周期;既不影响港口的正常生产,也可杜绝由培训引发的事故。本论文在结合大连大窑湾集装箱码头实际拍摄的照片和司机操作手册以及设计图纸的基础上,采用计算机仿真技术、图形图像技术、虚拟现实技术研制开发了集装箱装卸仿真系统的原型机,研究的主要内容包括: 1.三维场景模型库的设计,利用MultiGen Creator开发逼真的港口虚拟环境、和实际集装箱起重机尺寸完全一样的整体模型和虚拟的司机室操作设备,其中,纹理的处理采用Photoshop进行;详细介绍了flight文件特有的树状层次数据结构和一些关键技术。 2.利用场景管理软件OpenGVS 4.5开发实时驱动程序,可以进行场景管理、模型驱动和键盘控制接口,能实现集装箱装卸仿真系统的基本操作功能。 3.实时运动模型的建立,主要包括吊具影子的实时生成,大车和小车实时运动模型,吊具在风力作用或小车加速运动下的不规则晃动以及在电子防摇作用下的收敛晃动模型。 4.球面投影系统的采用,使整个仿真系统更具真实性和深度感


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