起重機虛擬作業系統開發理論與實踐

《起重機虛擬作業系統開發理論與實踐》是2016年12月化學工業出版社出版的圖書，作者是董明曉、徐書娟、魯萌萌。

基本介紹

• 書名：起重機虛擬作業系統開發理論與實踐
• 作者：董明曉、徐書娟、魯萌萌
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2016年12月
• 頁數：154 頁
• 定價：69 元
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787122286512

內容簡介

本書以起重機虛擬作業系統的開發為例，介紹視景系統的建模理論和技術，以及模型驅動理論和技術。全書主要包括三部分：第一部分系統地介紹了起重機的結構特點和安全操作規範，重點分析了起重機的動力學特性和貨物的擺動特性；第二部分重點敘述了構建起重機和工作場景三維實體模型的理論和技術，實現起重機機構運動和場景變換的模型驅動、碰撞檢測及碰撞回響的理論和技術，以及提高虛擬作業系統的真實感和運行速度的方法和技巧；第三部分介紹了虛擬作業系統應用程式發布和系統測試的方法。

本書可供高等院校、科研機構等從事機械工程、自動化和計算機套用等專業的師生和研究人員及相關領域的工程技術人員參考使用。

圖書目錄

第1章緒論001

1.1起重機械簡介001

1.1.1起重機械的基本類型001

1.1.2起重機的基本參數001

1.1.3起重機司機的培訓教育與考核004

1.1.4塔式起重機安全操作考核實例005

1.2起重機虛擬作業系統008

1.2.1虛擬現實技術008

1.2.2虛擬作業系統009

1.2.3起重機作業系統開發背景010

1.2.4起重機虛擬作業系統的先進性011

1.3起重機虛擬作業系統的國內外研究現狀及發展趨勢011

1.3.1國內研究現狀011

1.3.2國外研究現狀013

1.3.3國內外發展趨勢014

1.4起重機虛擬作業系統的關鍵技術簡介014

1.4.1起重機動態特性及其在虛擬作業系統中的實現014

1.4.2三維實體模型建模技術015

1.4.3三維虛擬視景仿真技術016

1.4.4三維實體模型的碰撞檢測及碰撞回響016

第2章起重機的結構特點及安全操作規程017

2.1橋門式起重機的結構及安全操作規程017

2.1.1橋門式起重機的金屬結構017

2.1.2橋門式起重機運行機構019

2.1.3橋門式起重機安全操作規程019

2.2塔式起重機的結構特點及安全操作規程021

2.2.1塔式起重機金屬結構021

2.2.2塔式起重機運行機構023

2.2.3塔式起重機安全操作規程024

2.3岸邊貨櫃起重機的結構特點及安全操作規程025

2.3.1岸邊貨櫃起重機的金屬結構025

2.3.2岸邊貨櫃起重機運行機構026

2.3.3岸邊貨櫃起重機安全操作規程027

第3章起重機動力學模型及動態特性分析030

3.1橋式起重機動力學模型及動態特性分析030

3.1.1橋式起重機非線性動力學模型030

3.1.2橋式起重機實驗台及非線性化模型驗證033

3.1.3橋式起重機線性化模型及動態特性分析034

3.2塔式起重機動力學模型及動態特性分析035

3.2.1塔式起重機非線性動力學模型035

3.2.2塔式起重機實驗台及非線性化模型驗證038

3.2.3塔式起重機線性化模型及動態特性分析040

3.3起重機貨物擺動誤差分析041

3.3.1模型線性化引起的貨物擺動誤差分析041

3.3.2慣性力引起的貨物擺動大幅值估計043

3.3.3忽略起升運動引起的貨物擺動誤差分析044

3.4操作環境不確定性對起重機貨物擺動特性的影響046

3.4.1起吊偏擺引起的貨物擺動046

3.4.2風載荷對貨物擺動的影響046

3.4.3空氣阻力對貨物擺動的影響048

3.5門式起重機動力學模型及動態特性分析048

3.5.1門式起重機非線性動力學模型048

3.5.2門式起重機線性化模型及動態特性分析049

第4章岸邊貨櫃起重機虛擬作業系統總體設計051

4.1岸邊貨櫃起重機操作過程分析051

4.1.1岸邊貨櫃起重機運行機構分析051

4.1.2岸邊貨櫃起重機裝卸船作業過程分析052

4.2岸邊貨櫃起重機虛擬作業系統結構設計054

4.2.1虛擬作業系統功能要求分析055

4.2.2虛擬作業系統結構組成056

4.2.3虛擬作業系統操作流程057

4.3岸邊貨櫃起重機虛擬作業系統開發的軟、硬體平台057

4.3.1系統開發軟體057

4.3.2系統開發硬體059

4.4岸邊貨櫃起重機虛擬作業系統開發流程060

4.4.1開發流程簡介060

4.4.2開發流程分析060

第5章塔式起重機虛擬作業系統總體設計064

5.1塔式起重機操作過程分析064

5.1.1塔式起重機工作過程064

5.1.2塔式起重機操作模式066

5.2塔式起重機虛擬作業系統的功能要求067

5.3塔式起重機虛擬作業系統結構068

5.3.1塔式起重機虛擬作業系統的結構068

5.3.2塔式起重機虛擬作業系統的操作流程069

5.4塔式起重機虛擬作業系統開發流程069

5.4.1系統開發軟、硬體平台070

5.4.2開發流程簡介071

第6章岸邊貨櫃起重機虛擬作業系統三維實體建模理論與技術074

6.1建模軟體Multigen Creator簡介074

6.2基於Multigen Creator軟體的建模理論與技術074

6.2.1常用建模技巧075

6.2.2多自由度DOF建模技術077

6.2.3模型最佳化技術077

6.3岸邊貨櫃起重機三維實體模型的創建078

6.3.1岸邊貨櫃起重機主體結構和幾何參數078

6.3.2岸邊貨櫃起重機層次結構特點分析081

6.3.3創建岸邊貨櫃起重機幾何模型082

6.3.4創建岸邊貨櫃起重機模型自由度節點085

6.3.5創建吊裝設備幾何模型085

6.4岸邊貨櫃起重機虛擬場景模型的創建086

6.4.1建模數據採集086

6.4.2虛擬場景模型創建087

第7章塔式起重機虛擬作業系統三維實體建模理論與技術090

7.1虛擬作業系統三維實體建模準備工作090

7.1.1數據採集090

7.1.2數據處理091

7.2塔式起重機三維實體模型的創建093

7.2.1塔式起重機的結構分析093

7.2.2塔式起重機建模方案094

7.2.3塔式起重機三維實體模型的創建094

7.3塔式起重機虛擬場景模型的創建096

7.3.1虛擬場景建模方案096

7.3.2建築物模型097

7.3.3樹木模型098

7.3.4山體模型099

7.3.5地面、路面模型100

7.4用於系統建模的高級建模技術101

7.4.1多層次LOD建模技術101

7.4.2多自由度DOF建模技術101

7.4.3紋理映射技術102

7.4.4公告牌技術102

7.5模型資料庫最佳化技術103

7.5.1調整資料庫層次結構103

7.5.2實例化技術103

7.5.3減少多邊形數量104

7.5.4外部引用技術104

7.6虛擬場景建模過程中遇到的問題及解決方案105

7.6.1藍邊問題及解決方案105

7.6.2面閃爍問題及解決方案105

7.6.3模型在場景中自由漂移問題及解決方案106

第8章岸邊貨櫃起重機虛擬作業系統三維虛擬視景仿真技術109

8.1Vega軟體簡介109

8.1.1Lynx圖形界面109

8.1.2Vega的API函式110

8.1.3Vega應用程式111

8.2Vega驅動技術112

8.2.1Vega應用程式的執行流程112

8.2.2Vega應用程式的初始化113

8.2.3Vega應用程式的編譯114

8.3岸邊貨櫃起重機機構運動的實現114

8.3.1大車機構和小車機構運動的實現114

8.3.2起升機構運動的實現115

8.3.3駕駛室內外多視點的設定115

8.3.4貨櫃抓取和就位動作的實現117

8.4集卡運動的實現117

8.4.1集卡路徑規劃和導航技術117

8.4.2集卡運動的實現118

8.5虛擬人行走119

8.5.1虛擬人行走技術119

8.5.2虛擬人行走的實現119

8.6動態海洋仿真120

8.6.1基於Vega Marine模組仿真動態海洋技術120

8.6.2動態海洋的實現121

第9章塔式起重機虛擬作業系統三維虛擬視景仿真技術123

9.1塔式起重機虛擬作業系統模型驅動123

9.1.1虛擬場景三維模型驅動123

9.1.2塔式起重機三維模型驅動125

9.2塔式起重機機構運動的實現128

9.2.1塔式起重機聯動台的布局128

9.2.2起升運動的實現129

9.2.3變幅運動的實現130

9.2.4迴轉運動的實現131

9.2.5同時起升和迴轉運動的實現131

9.2.6同時起升和變幅運動的實現132

9.3貨物擺動的實現133

9.3.1貨物擺動特性的簡單描述133

9.3.2貨物擺動的實現技術及技巧134

9.4特殊效果的渲染135

9.4.1雲層效果的實現136

9.4.2晝夜交替效果的實現137

9.4.3大霧效果的實現138

第10章三維實體模型的碰撞檢測及碰撞回響141

10.1基於Vega的碰撞檢測原理與技術141

10.1.1碰撞檢測原理141

10.1.2相交矢量方法142

10.2碰撞檢測分析142

10.3碰撞檢測和碰撞回響的實現143

10.3.1吊具的碰撞檢測144

10.3.2貨物的碰撞檢測145

10.3.3碰撞回響146

第11章虛擬作業系統應用程式發布及系統測試方法148

11.1應用程式發布148

11.2系統測試方法148

11.3系統性能分析150

參考文獻151