起重机虚拟操作系统开发理论与实践

第1章绪论0011.1起重机械简介0011.1.1起重机械的基本类型0011.1.2起重机的基本参数0011.1.3起重机司机的培训教育与考核0041.1.4塔式起重机安全操作考核实例0051.2起重机虚拟操作系统0081.2.1虚拟现实技术0081.2.2虚拟操作系统0091.2.3起重机操作系统开发背景0101.2.4起重机虚拟操作系统的先进性0111.3起重机虚拟操作系统的国内外研究现状及发展趋势0111.3.1国内研究现状0111.3.2国外研究现状0131.3.3国内外发展趋势0141.4起重机虚拟操作系统的关键技术简介0141.4.1起重机动态特性及其在虚拟操作系统中的实现0141.4.2三维实体模型建模技术0151.4.3三维虚拟视景仿真技术0161.4.4三维实体模型的碰撞检测及碰撞响应016第2章起重机的结构特点及安全操作规程0172.1桥门式起重机的结构及安全操作规程0172.1.1桥门式起重机的金属结构0172.1.2桥门式起重机运行机构0192.1.3桥门式起重机安全操作规程0192.2塔式起重机的结构特点及安全操作规程0212.2.1塔式起重机金属结构0212.2.2塔式起重机运行机构0232.2.3塔式起重机安全操作规程0242.3岸边集装箱起重机的结构特点及安全操作规程0252.3.1岸边集装箱起重机的金属结构0252.3.2岸边集装箱起重机运行机构0262.3.3岸边集装箱起重机安全操作规程027第3章起重机动力学模型及动态特性分析0303.1桥式起重机动力学模型及动态特性分析0303.1.1桥式起重机非线性动力学模型0303.1.2桥式起重机实验台及非线性化模型验证0333.1.3桥式起重机线性化模型及动态特性分析0343.2塔式起重机动力学模型及动态特性分析0353.2.1塔式起重机非线性动力学模型0353.2.2塔式起重机实验台及非线性化模型验证0383.2.3塔式起重机线性化模型及动态特性分析0403.3起重机货物摆动误差分析0413.3.1模型线性化引起的货物摆动误差分析0413.3.2惯性力引起的货物摆动最大幅值估计0433.3.3忽略起升运动引起的货物摆动误差分析0443.4操作环境不确定性对起重机货物摆动特性的影响0463.4.1起吊偏摆引起的货物摆动0463.4.2风载荷对货物摆动的影响0463.4.3空气阻力对货物摆动的影响0483.5门式起重机动力学模型及动态特性分析0483.5.1门式起重机非线性动力学模型0483.5.2门式起重机线性化模型及动态特性分析049第4章岸边集装箱起重机虚拟操作系统总体设计0514.1岸边集装箱起重机操作过程分析0514.1.1岸边集装箱起重机运行机构分析0514.1.2岸边集装箱起重机装卸船作业过程分析0524.2岸边集装箱起重机虚拟操作系统结构设计0544.2.1虚拟操作系统功能要求分析0554.2.2虚拟操作系统结构组成0564.2.3虚拟操作系统操作流程0574.3岸边集装箱起重机虚拟操作系统开发的软、硬件平台0574.3.1系统开发软件0574.3.2系统开发硬件0594.4岸边集装箱起重机虚拟操作系统开发流程0604.4.1开发流程简介0604.4.2开发流程分析060第5章塔式起重机虚拟操作系统总体设计0645.1塔式起重机操作过程分析0645.1.1塔式起重机工作过程0645.1.2塔式起重机操作模式0665.2塔式起重机虚拟操作系统的功能要求0675.3塔式起重机虚拟操作系统结构0685.3.1塔式起重机虚拟操作系统的结构0685.3.2塔式起重机虚拟操作系统的操作流程0695.4塔式起重机虚拟操作系统开发流程0695.4.1系统开发软、硬件平台0705.4.2开发流程简介071第6章岸边集装箱起重机虚拟操作系统三维实体建模理论与技术0746.1建模软件Multigen Creator简介0746.2基于Multigen Creator软件的建模理论与技术0746.2.1常用建模技巧0756.2.2多自由度DOF建模技术0776.2.3模型优化技术0776.3岸边集装箱起重机三维实体模型的创建0786.3.1岸边集装箱起重机主体结构和几何参数0786.3.2岸边集装箱起重机层次结构特点分析0816.3.3创建岸边集装箱起重机几何模型0826.3.4创建岸边集装箱起重机模型自由度节点0856.3.5创建吊装设备几何模型0856.4岸边集装箱起重机虚拟场景模型的创建0866.4.1建模数据采集0866.4.2虚拟场景模型创建087第7章塔式起重机虚拟操作系统三维实体建模理论与技术0907.1虚拟操作系统三维实体建模准备工作0907.1.1数据采集0907.1.2数据处理0917.2塔式起重机三维实体模型的创建0937.2.1塔式起重机的结构分析0937.2.2塔式起重机建模方案0947.2.3塔式起重机三维实体模型的创建0947.3塔式起重机虚拟场景模型的创建0967.3.1虚拟场景建模方案0967.3.2建筑物模型0977.3.3树木模型0987.3.4山体模型0997.3.5地面、路面模型1007.4用于系统建模的高级建模技术1017.4.1多层次LOD建模技术1017.4.2多自由度DOF建模技术1017.4.3纹理映射技术1027.4.4公告牌技术1027.5模型数据库优化技术1037.5.1调整数据库层次结构1037.5.2实例化技术1037.5.3减少多边形数量1047.5.4外部引用技术1047.6虚拟场景建模过程中遇到的问题及解决方案1057.6.1蓝边问题及解决方案1057.6.2面闪烁问题及解决方案1057.6.3模型在场景中自由漂移问题及解决方案106第8章岸边集装箱起重机虚拟操作系统三维虚拟视景仿真技术1098.1Vega软件简介1098.1.1Lynx图形界面1098.1.2Vega的API函数1108.1.3Vega应用程序1118.2Vega驱动技术1128.2.1Vega应用程序的执行流程1128.2.2Vega应用程序的初始化1138.2.3Vega应用程序的编译1148.3岸边集装箱起重机机构运动的实现1148.3.1大车机构和小车机构运动的实现1148.3.2起升机构运动的实现1158.3.3驾驶室内外多视点的设定1158.3.4集装箱抓取和就位动作的实现1178.4集卡运动的实现1178.4.1集卡路径规划和导航技术1178.4.2集卡运动的实现1188.5虚拟人行走1198.5.1虚拟人行走技术1198.5.2虚拟人行走的实现1198.6动态海洋仿真1208.6.1基于Vega Marine模块仿真动态海洋技术1208.6.2动态海洋的实现121第9章塔式起重机虚拟操作系统三维虚拟视景仿真技术1239.1塔式起重机虚拟操作系统模型驱动1239.1.1虚拟场景三维模型驱动1239.1.2塔式起重机三维模型驱动1259.2塔式起重机机构运动的实现1289.2.1塔式起重机联动台的布局1289.2.2起升运动的实现1299.2.3变幅运动的实现1309.2.4回转运动的实现1319.2.5同时起升和回转运动的实现1319.2.6同时起升和变幅运动的实现1329.3货物摆动的实现1339.3.1货物摆动特性的简单描述1339.3.2货物摆动的实现技术及技巧1349.4特殊效果的渲染1359.4.1云层效果的实现1369.4.2昼夜交替效果的实现1379.4.3大雾效果的实现138第10章三维实体模型的碰撞检测及碰撞响应14110.1基于Vega的碰撞检测原理与技术14110.1.1碰撞检测原理14110.1.2相交矢量方法14210.2碰撞检测分析14210.3碰撞检测和碰撞响应的实现14310.3.1吊具的碰撞检测14410.3.2货物的碰撞检测14510.3.3碰撞响应146第11章虚拟操作系统应用程序发布及系统测试方法14811.1应用程序发布14811.2系统测试方法14811.3系统性能分析150参考文献151