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山东齐利得重工对于起重机模拟培训系统的分析

目前起重机司机受训的实践操作与考核环节大部分是在租用工厂的起重机上进行,这种方式虽然能够使受训者获得直接的受训体验,但也存在较大的安全隐患,同时具有受训资源受限、能耗浪费大、考核评估缺乏客观性、培训效果不尽如人意等缺点,这给当前起重机司机的培养工作带来了极大的挑战。研究并开发性能卓越、功能强大的起重机模拟培训系统并将其用于起重机司机的培训工作,是迎接这一挑战的最有效方法。

1、提出了一种新的模拟培训的实旋框架,指出模拟培训系统不仅应该具有模拟操作功能,还要具有理论知识教学功能;针对起重机司机培训的要求,给出了一种系统组成结构,并采用多层次的视景模型以适应不同的培训目的。

2、研究了基于景物几何的起重机虚拟场景的建模方法。根据起重机工作场景不同组成部分的结构特点采取了有针对性的建模策略,建立了包含大车、小车和取物装置等主要运动构件的层次模型;基于模板文件实现了可参数驱动的箱形梁虚拟建模,解决了系列化箱形结构的快速建模问题;基于面向对象技术设计了若干典型型材的自定义原型节点,可以实现快捷方便的型材虚拟建模。

3、研究了纹理特效与性能优化技术。采用具有透明度信息的纹理图像,实现了基于简单造型节点和纹理映射技术的桁架结构建模;基于多重纹理的光照技术,实现了箱形梁内部场景的移动光照效果;从文件的优化、模型的优化和纹理的优化三个方面出发,研究了VRML场景的优化处理技术;采用Bsp树对场景模型进行组织和管理,有效地控制了三角形面片的渲染数量。

4、研究了基于骨架的虚拟人体建模方法,结合人体关节的国际标准H-Anim及其中的四种关节层次,利用插补算法实现了关节的运动控制,利用FFD技术实现了人体腰部的弯曲变形。

5、研究了视觉和操纵两方面的若干人机交互技术。分析了目前起重机模拟培训常用的几种视景显示方案,提出了一种基于增强现实的显示概念,并对其中若干问题的实现方法进行了探讨;研究了基于操纵的人机交互技术,通过时间或造型位置与起重机运动参数之间建立的联系,实现了两种典型的虚拟控制器;提出了一种基于虚拟键盘映射技术的物理控制器解决方案,设计了一个小巧、灵活的控制盒原型,可以方便地操作虚拟起重机并实现有关运动。本文由齐利得重工双梁起重机友情提供！