本文關(guān)鍵詞：基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的異形高聳塔機(jī)培訓(xùn)系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：塔式起重機(jī)是在建筑結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，其所具有的施工范圍廣、作業(yè)半徑大等特點(diǎn)極大的提高了施工效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，促進(jìn)了施工機(jī)械化。在電廠煙囪、冷卻塔塔體等高聳建筑結(jié)構(gòu)的施工中，一般采用塔機(jī)與升降機(jī)組合的方式來(lái)完成物料與人員的運(yùn)輸，此種方式的施工成本較大，且塔機(jī)的使用效率較低，這在一定程度上影響了施工進(jìn)展。本文根據(jù)中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研究分院提出的針對(duì)異形高聳建筑結(jié)構(gòu)施工用起重升降裝備設(shè)計(jì)方案，針對(duì)普通塔機(jī)在高聳建筑結(jié)構(gòu)的施工中的不足，綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)對(duì)異形高聳塔式起重機(jī)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)與分析工作。 同時(shí)，由于異形高聳塔機(jī)的操作是通過(guò)聯(lián)動(dòng)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，操作方式有別于普通塔機(jī)，而且為了提高異形高聳塔機(jī)作業(yè)人員的工作技能，防止事故發(fā)生，，有必要對(duì)異形高聳塔機(jī)作業(yè)人員進(jìn)行操作培訓(xùn)。鑒于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)中的強(qiáng)大功能和優(yōu)勢(shì)，本文主要研究基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的異形高聳塔機(jī)培訓(xùn)系統(tǒng)，在虛擬環(huán)境中培訓(xùn)異形高聳塔機(jī)作業(yè)人員的若干關(guān)鍵技術(shù)。 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種集成了傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、三維實(shí)時(shí)動(dòng)畫(huà)技術(shù)、人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)于一體的仿真系統(tǒng)，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的3I特性—沉浸(Immersion)、交互(Interaction)和構(gòu)想(Imagination)，受訓(xùn)者可以沉浸在虛擬操作環(huán)境當(dāng)中，而且培訓(xùn)不受時(shí)間、氣候、場(chǎng)地的限制。建立與現(xiàn)實(shí)相同的場(chǎng)景和操作機(jī)器的模型，設(shè)置不同的視點(diǎn)，并能模擬各種天氣、風(fēng)速、風(fēng)向?qū)ω浳锏挠绊懙裙δ�，增�?qiáng)被培訓(xùn)者學(xué)習(xí)時(shí)的真實(shí)感和對(duì)虛擬環(huán)境的代入感，讓被培訓(xùn)者有“沉浸”于其中的感覺(jué)。 本文根據(jù)中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研究分院提出的針對(duì)異形高聳建筑結(jié)構(gòu)施工用起重升降裝備設(shè)計(jì)方案，分析異形塔機(jī)的總體結(jié)構(gòu)組成，在3ds max中對(duì)塔機(jī)模型進(jìn)行處理并對(duì)異形塔機(jī)實(shí)際工作環(huán)境進(jìn)行制作、烘焙貼圖以及渲染等工作。真實(shí)再現(xiàn)異形塔機(jī)的工作場(chǎng)景。通過(guò)對(duì)異形高聳塔機(jī)的實(shí)際使用要求進(jìn)行分析，確定該塔機(jī)虛擬操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)�；贛FC和OSG建立異形塔機(jī)人機(jī)交互式三維仿真平臺(tái)，其帶有演示區(qū)、操作主視角區(qū)和場(chǎng)景模擬區(qū)等操作模塊。針對(duì)本異形高聳專用塔機(jī)的操作特點(diǎn)，參考目前使用的培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置不同的視點(diǎn)（地面視點(diǎn)、建筑物頂端視點(diǎn)和輸送平橋視點(diǎn)等），可以根據(jù)操作的需要和便捷性進(jìn)行切換。使被培訓(xùn)者能夠準(zhǔn)確的定位貨物與吊鉤的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)便捷的操作培訓(xùn)。最后通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)與異形高聳專用塔機(jī)的結(jié)合，研究對(duì)塔機(jī)的虛擬遠(yuǎn)程監(jiān)控，并結(jié)合OSG和其中的LOD技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)塔式起重機(jī)模擬器中三維場(chǎng)景的管理和優(yōu)化。
【關(guān)鍵詞】：異形專用塔機(jī) 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng) OSG 培訓(xùn)
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH213.3;TP391.9
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.1.1 課題的提出10-11
• 1.1.2 課題來(lái)源11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 高聳建筑結(jié)構(gòu)施工國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 起重機(jī)訓(xùn)練模擬器國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 安全監(jiān)控管理平臺(tái)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀：14
• 1.2.4 訓(xùn)練模擬器相對(duì)于實(shí)機(jī)訓(xùn)練的優(yōu)點(diǎn)14-15
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容15-18
• 2 虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)的系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)18-28
• 2.1 異形高聳塔機(jī)虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)的功能分析18
• 2.2 塔式起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及其工作過(guò)程18-19
• 2.2.1 虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2.2 虛擬操作系統(tǒng)的工作過(guò)程19
• 2.3 虛擬操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)19-20
• 2.4 異形專用塔式起重機(jī)總體結(jié)構(gòu)組成20-23
• 2.4.1 金屬結(jié)構(gòu)20-23
• 2.4.2 工作機(jī)構(gòu)23
• 2.4.3 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)23
• 2.5 異形高聳塔機(jī)虛擬操作系統(tǒng)的硬件設(shè)備23-25
• 2.5.1 3D 眼鏡23-24
• 2.5.2 多通道投影顯示設(shè)備24-25
• 2.6 開(kāi)發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)介25-26
• 2.6.1 nVision R9.0 虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用軟件平臺(tái)25
• 2.6.2 Microsoft Visual Studio25-26
• 2.7 虛擬操作系統(tǒng)達(dá)到的性能指標(biāo)26-27
• 2.8 本章小結(jié)27-28
• 3 虛擬環(huán)境下幾何模型的建立28-38
• 3.1 虛擬場(chǎng)景結(jié)構(gòu)組成28-29
• 3.2 虛擬現(xiàn)實(shí)仿真場(chǎng)景的組成29-31
• 3.2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)視景系統(tǒng)的分析29-30
• 3.2.2 場(chǎng)景模型的建立30-31
• 3.3 OSG31-35
• 3.3.1 OpenSourceGraph 概念31-33
• 3.3.2 OSG 的組成模塊33
• 3.3.3 OSG 下場(chǎng)景組織33-34
• 3.3.4 系統(tǒng)程序的更新與回調(diào)34-35
• 3.4 培訓(xùn)器的漫游方式35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 4 培訓(xùn)器運(yùn)動(dòng)控制的研究38-48
• 4.1 操縱虛擬世界的主要方法38-39
• 4.2 異形高聳塔機(jī)培訓(xùn)器的交互系統(tǒng)39-40
• 4.2.1 半實(shí)物式交互控制39-40
• 4.2.2 用戶界面實(shí)現(xiàn)40
• 4.3 虛擬培訓(xùn)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)40-47
• 4.3.1 功能分析40-41
• 4.3.2 程序框架41-43
• 4.3.3 交互控制技術(shù)的應(yīng)用43-45
• 4.3.4 鍵盤(pán)變量的獲取45
• 4.3.5 虛擬塔機(jī)運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)45-46
• 4.3.6 塔機(jī)運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)更新46-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 5 塔機(jī)虛擬安全監(jiān)控管理48-56
• 5.1 系統(tǒng)方案48-51
• 5.1.1 塔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)需求分析48-50
• 5.1.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)50-51
• 5.2 系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn)51-54
• 5.2.1 運(yùn)動(dòng)變量的獲取51
• 5.2.2 虛擬塔機(jī)運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)51-52
• 5.2.3 虛擬監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的提高52-54
• 5.3 本章小結(jié)54-56
• 6 總結(jié)與展望56-58
• 6.1 研究工作總結(jié)56-57
• 6.2 研究展望57-58
• 致謝58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 附錄一 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文64

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉佩衡;國(guó)內(nèi)外塔式起重機(jī)發(fā)展概況[J];工程機(jī)械與維修;1997年08期

2 王少梅,王海平;起重機(jī)仿真訓(xùn)練器的研制與應(yīng)用[J];港口裝卸;1999年04期

3 劉晉川 ,程新風(fēng) ,胡思唐 ,饒京川 ,鄭見(jiàn)粹;港口起重機(jī)操作模擬器[J];港口裝卸;2004年04期

4 黎洪生,何嶺松,史鐵林,楊叔子;基于因特網(wǎng)遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)架構(gòu)[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年03期

5 陳華,陳福民;基于VRML的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的研究[J];計(jì)算機(jī)工程;2001年07期

6 張?jiān)朴?劉錦德,敬萬(wàn)均;佩戴式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2001年06期

7 劉鵬遠(yuǎn),張錫恩;虛擬操作訓(xùn)練系統(tǒng)中的過(guò)程仿真模型研究[J];計(jì)算機(jī)仿真;2004年03期

8 凌維業(yè),賈民平,許飛云,鐘秉林;設(shè)備狀態(tài)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2002年06期

9 張佳福;董明曉;陳明文;;基于Creator和Vega的塔式起重機(jī)視景仿真系統(tǒng)研究[J];建筑機(jī)械;2008年19期

10 張廣明,茅承鈞;塔式起重機(jī)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研制[J];建筑機(jī)械;1998年03期

  本文關(guān)鍵詞：基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的異形高聳塔機(jī)培訓(xùn)系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：355921