汽車起重機(jī)虛擬吊裝環(huán)境下的碰撞檢測算法及應(yīng)用.pdf

1、吊裝技術(shù)廣泛應(yīng)用于建筑、安裝、橋梁、港口建設(shè)等工程中，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有舉足輕重的地位。吊裝方案的制定是吊裝作業(yè)的重要內(nèi)容，為解決傳統(tǒng)手工制定方案存在的繁瑣、耗時、不可見性等缺點，基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的吊裝仿真技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
　　本文在確保系統(tǒng)仿真流暢、增強(qiáng)仿真真實性的前提下，研究汽車起重機(jī)三維虛擬吊裝環(huán)境下的碰撞檢測算法及其應(yīng)用，有效解決仿真中存在的吊裝物、障礙物及起重機(jī)間的碰撞問題，提高吊裝仿真安全性。主要工作包括如下幾點:

2、r>　　首先，詳細(xì)分析汽車起重機(jī)實際吊裝驅(qū)動方式及吊裝工藝，并根據(jù)實際吊裝過程特點，研究三維虛擬吊裝實現(xiàn)中三維場景管理、虛擬吊裝驅(qū)動等關(guān)鍵技術(shù)。通過分析虛擬吊裝中起重機(jī)吊裝基本驅(qū)動方式及吊裝物空間運(yùn)動軌跡間的關(guān)系，提出汽車起重機(jī)虛擬吊裝過程中存在的碰撞問題類型，為后續(xù)算法的研究做準(zhǔn)備。
　　其次，分析吊裝場景特點，采用基于軸對齊的包圍體技術(shù)對復(fù)雜三維對象包圍;通過分析吊裝仿真中吊裝物局部坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系間的關(guān)系，分別提出基于幾何

3、特性與基于坐標(biāo)變換的靜態(tài)距離檢測算法，對三維場景中對象間最近距離進(jìn)行準(zhǔn)確計算;在此基礎(chǔ)上，提出基于懶惰因子及緩存技術(shù)的動態(tài)碰撞檢測算法，通過懶惰因子計數(shù)器、節(jié)點緩存節(jié)點樹來縮小碰撞檢測范圍、提高計算速度，實現(xiàn)流暢、準(zhǔn)確的實時碰撞檢測。
　　最后，在汽車起重機(jī)三維虛擬吊裝仿真系統(tǒng)上，基于Visual C++和OpenGL編程實現(xiàn)靜態(tài)距離計算與動態(tài)碰撞檢測算法。通過仿真實時畫面效果及仿真結(jié)果的數(shù)據(jù)分析，驗證算法在仿真系統(tǒng)下的優(yōu)越性、有