【摘要】：隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)廣泛的穿插在各個領(lǐng)域之間。在與農(nóng)機(jī)結(jié)合方面，不僅可為用戶提供一個良好的農(nóng)機(jī)外觀展示平臺，使用戶通過計算機(jī)直觀的了解農(nóng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)，還可以從運(yùn)動仿真的角度全方位觀察農(nóng)機(jī)的機(jī)能特性，掌握其工作原理及運(yùn)動過程。 本文詳細(xì)研究了農(nóng)田噴灌車虛擬仿真的制作方法。通過查找噴灌車田間作業(yè)資料，選取農(nóng)場展示項(xiàng)目中現(xiàn)有噴灌車模型為研究對象，制作出一套完整噴灌車田間作業(yè)的仿真體系。制作內(nèi)容總共分為四個環(huán)節(jié)： （1）噴灌車模型處理。利用3ds Max軟件對其優(yōu)化完善，包括模型頂點(diǎn)和面的處理、添加材質(zhì)、機(jī)具命名、軸心調(diào)整等。 （2）機(jī)械運(yùn)動仿真。通過Unity3D軟件對噴灌車運(yùn)動仿真，第一部分是對噴灑機(jī)械臂的展開與折疊模擬。在觀察分析機(jī)械臂父子關(guān)系的基礎(chǔ)上，介紹兩種實(shí)現(xiàn)方法：使用Animation Curve曲線結(jié)合代碼進(jìn)行簡單的靜態(tài)模擬或通過分析邊與角的數(shù)學(xué)關(guān)系完成復(fù)雜的動態(tài)實(shí)時仿真。第二部分是噴灌車的田間行駛模擬。利用車輪碰撞器結(jié)合C#語言模擬出具有逼真物理引擎的可操作行駛系統(tǒng)，使用戶通過鍵盤即可控制噴灌車的行駛。 （3）噴灑效果實(shí)現(xiàn)。通過設(shè)置粒子系統(tǒng)模擬水流效果，利用編寫代碼獲取地塊材質(zhì)信息更換地面貼圖的方法，實(shí)現(xiàn)隨著水流的噴灑過程中地面所產(chǎn)生的物理變化效果的模擬。 （4）仿真系統(tǒng)界面設(shè)計。利用Unity3D官方插件NGUI，制作干凈整潔的人機(jī)交互界面并實(shí)現(xiàn)場景相機(jī)跟隨功能，使用戶全方位了解噴灌車的背景及完整的田間作業(yè)過程。 本文研究的農(nóng)田噴灌車虛擬仿真設(shè)計可為用戶提供一個可操作的原型農(nóng)田機(jī)械，不僅可以為農(nóng)業(yè)教學(xué)科研提供服務(wù)，也可以用于農(nóng)業(yè)機(jī)械的觀光與培訓(xùn)。
【圖文】：

駕駛員駕駛噴灌車到達(dá)田間灌溉區(qū)域，將噴灑機(jī)械臂展開，增壓泵將灌溉水從噴灌藥箱中抽出，通過各級機(jī)械臂內(nèi)置藥液導(dǎo)管施加壓力從噴嘴噴出[4]，同時控制行進(jìn)輪和轉(zhuǎn)向輪沿畦背緩慢駕駛，不會壓壞或壓倒作物，適合面積寬廣，規(guī)整有致的大規(guī)模的農(nóng)田作業(yè)。此型噴灌車優(yōu)點(diǎn)是帶有外置噴灌機(jī)械臂易于折疊節(jié)省空間，，噴灌質(zhì)量高，不會造成水流失，噴灌范圍大，有利于科學(xué)用水還可綜合利用，如施肥、農(nóng)藥等，操作簡單，使勞動強(qiáng)度降低，勞動效率大大提高，而且噴灑均勻不受地形起伏影響，易于控制[5]。

比如破面現(xiàn)象，法線錯誤，貼圖丟失等，而這些問題利用 3ds Max 常用建可解決，完善模型的操作步驟方法如下:（1）盡量簡化模型。選中噴灌車模型，右鍵單擊 Convert to Editable Poly 將模型邊形幾何體，將噴灌車內(nèi)部與設(shè)計無關(guān)的部分以及看不見的面、模型之間的重疊相交的面刪除。噴灌車模型中存在許多比較細(xì)小的結(jié)構(gòu)，如螺栓和螺母，這些結(jié)全建模，面數(shù)過多，不僅占用過多資源，而且在仿真過程中也會因?yàn)轱@卡的計算生閃爍現(xiàn)象，可利用貼圖的方法將其表現(xiàn)，因此在不影響噴灌車外觀前提下，將不高的細(xì)碎零件模型刪除只留取噴灌車的外殼與重要的零件[37]。（2）將模型正反面統(tǒng)一。無論在 3ds Max 還是其他建模軟件中，模型都有正反面是用來描述面的朝向，朝外為正面，朝里為反面，若法線方向不同，則會導(dǎo)致模亂，對貼 UV 材質(zhì)也有影響，渲染時，將不會賦予材質(zhì)，在后期仿真時無法添加模型反面，右擊鼠標(biāo)選擇法線翻轉(zhuǎn)（flip），保證模型所有面法線朝上，如下圖 2
【學(xué)位授予單位】：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S275.5;TP391.9

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 蔣慶全;國外VR技術(shù)發(fā)展綜述[J];飛航導(dǎo)彈;2002年01期

2 姜學(xué)智,李忠華;國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報;2004年02期

3 徐旭明,葉榛,陶品,王洋;基于視覺臨場感的機(jī)器人遙操作系統(tǒng)[J];高技術(shù)通訊;2000年03期

4 程晉;;淺談學(xué)習(xí)3DMAX軟件的技巧和方法[J];電子世界;2013年08期

5 陶陽;;基于Unity的游戲地形生成方法[J];電腦編程技巧與維護(hù);2012年15期

6 陳永科;楊艾軍;王華;何偉;;基于Unity的虛擬戰(zhàn)場地理環(huán)境構(gòu)建[J];兵工自動化;2014年07期

7 程萍;宋春華;;基于Unity3D引擎的3D漫游系統(tǒng)[J];成都紡織高等�？茖W(xué)校學(xué)報;2014年04期

8 劉娜;;3ds Max中UV的展開方法[J];電腦知識與技術(shù);2012年11期

9 裴耀東;Unwarp UVW——3DS MAX 5新增貼圖利器[J];電視字幕(特技與動畫);2003年03期

10 胡林;周國民;;虛擬農(nóng)業(yè)教育平臺研究[J];農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息;2007年03期

本文編號：2670593