起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)開發(fā)理論與實(shí)踐圖書目錄

第1章緒論001

1.1起重機(jī)械簡介001

1.1.1起重機(jī)械的基本類型001

1.1.2起重機(jī)的基本參數(shù)001

1.1.3起重機(jī)司機(jī)的培訓(xùn)教育與考核004

1.1.4塔式起重機(jī)安全操作考核實(shí)例005

1.2起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)008

1.2.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)008

1.2.2虛擬操作系統(tǒng)009

1.2.3起重機(jī)操作系統(tǒng)開發(fā)背景010

1.2.4起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)的先進(jìn)性011

1.3起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)011

1.3.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀011

1.3.2國外研究現(xiàn)狀013

1.3.3國內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)014

1.4起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)簡介014

1.4.1起重機(jī)動(dòng)態(tài)特性及其在虛擬操作系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)014

1.4.2三維實(shí)體模型建模技術(shù)015

1.4.3三維虛擬視景仿真技術(shù)016

1.4.4三維實(shí)體模型的碰撞檢測(cè)及碰撞響應(yīng)016

第2章起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及安全操作規(guī)程017

2.1橋門式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)及安全操作規(guī)程017

2.1.1橋門式起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)017

2.1.2橋門式起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)019

2.1.3橋門式起重機(jī)安全操作規(guī)程019

2.2塔式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及安全操作規(guī)程021

2.2.1塔式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)021

2.2.2塔式起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)023

2.2.3塔式起重機(jī)安全操作規(guī)程024

2.3岸邊集裝箱起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及安全操作規(guī)程025

2.3.1岸邊集裝箱起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)025

2.3.2岸邊集裝箱起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)026

2.3.3岸邊集裝箱起重機(jī)安全操作規(guī)程027

第3章起重機(jī)動(dòng)力學(xué)模型及動(dòng)態(tài)特性分析030

3.1橋式起重機(jī)動(dòng)力學(xué)模型及動(dòng)態(tài)特性分析030

3.1.1橋式起重機(jī)非線性動(dòng)力學(xué)模型030

3.1.2橋式起重機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)及非線性化模型驗(yàn)證033

3.1.3橋式起重機(jī)線性化模型及動(dòng)態(tài)特性分析034

3.2塔式起重機(jī)動(dòng)力學(xué)模型及動(dòng)態(tài)特性分析035

3.2.1塔式起重機(jī)非線性動(dòng)力學(xué)模型035

3.2.2塔式起重機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)及非線性化模型驗(yàn)證038

3.2.3塔式起重機(jī)線性化模型及動(dòng)態(tài)特性分析040

3.3起重機(jī)貨物擺動(dòng)誤差分析041

3.3.1模型線性化引起的貨物擺動(dòng)誤差分析041

3.3.2慣性力引起的貨物擺動(dòng)大幅值估計(jì)043

3.3.3忽略起升運(yùn)動(dòng)引起的貨物擺動(dòng)誤差分析044

3.4操作環(huán)境不確定性對(duì)起重機(jī)貨物擺動(dòng)特性的影響046

3.4.1起吊偏擺引起的貨物擺動(dòng)046

3.4.2風(fēng)載荷對(duì)貨物擺動(dòng)的影響046

3.4.3空氣阻力對(duì)貨物擺動(dòng)的影響048

3.5門式起重機(jī)動(dòng)力學(xué)模型及動(dòng)態(tài)特性分析048

3.5.1門式起重機(jī)非線性動(dòng)力學(xué)模型048

3.5.2門式起重機(jī)線性化模型及動(dòng)態(tài)特性分析049

第4章岸邊集裝箱起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)051

4.1岸邊集裝箱起重機(jī)操作過程分析051

4.1.1岸邊集裝箱起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)分析051

4.1.2岸邊集裝箱起重機(jī)裝卸船作業(yè)過程分析052

4.2岸邊集裝箱起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)054

4.2.1虛擬操作系統(tǒng)功能要求分析055

4.2.2虛擬操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成056

4.2.3虛擬操作系統(tǒng)操作流程057

4.3岸邊集裝箱起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)開發(fā)的軟、硬件平臺(tái)057

4.3.1系統(tǒng)開發(fā)軟件057

4.3.2系統(tǒng)開發(fā)硬件059

4.4岸邊集裝箱起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)開發(fā)流程060

4.4.1開發(fā)流程簡介060

4.4.2開發(fā)流程分析060

第5章塔式起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)064

5.1塔式起重機(jī)操作過程分析064

5.1.1塔式起重機(jī)工作過程064

5.1.2塔式起重機(jī)操作模式066

5.2塔式起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)的功能要求067

5.3塔式起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)068

5.3.1塔式起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)068

5.3.2塔式起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)的操作流程069

5.4塔式起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)開發(fā)流程069

5.4.1系統(tǒng)開發(fā)軟、硬件平臺(tái)070

5.4.2開發(fā)流程簡介071

第6章岸邊集裝箱起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)三維實(shí)體建模理論與技術(shù)074

6.1建模軟件Multigen Creator簡介074

6.2基于Multigen Creator軟件的建模理論與技術(shù)074

6.2.1常用建模技巧075

6.2.2多自由度DOF建模技術(shù)077

6.2.3模型優(yōu)化技術(shù)077

6.3岸邊集裝箱起重機(jī)三維實(shí)體模型的創(chuàng)建078

6.3.1岸邊集裝箱起重機(jī)主體結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)078

6.3.2岸邊集裝箱起重機(jī)層次結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析081

6.3.3創(chuàng)建岸邊集裝箱起重機(jī)幾何模型082

6.3.4創(chuàng)建岸邊集裝箱起重機(jī)模型自由度節(jié)點(diǎn)085

6.3.5創(chuàng)建吊裝設(shè)備幾何模型085

6.4岸邊集裝箱起重機(jī)虛擬場景模型的創(chuàng)建086

6.4.1建模數(shù)據(jù)采集086

6.4.2虛擬場景模型創(chuàng)建087

第7章塔式起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)三維實(shí)體建模理論與技術(shù)090

7.1虛擬操作系統(tǒng)三維實(shí)體建模準(zhǔn)備工作090

7.1.1數(shù)據(jù)采集090

7.1.2數(shù)據(jù)處理091

7.2塔式起重機(jī)三維實(shí)體模型的創(chuàng)建093

7.2.1塔式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)分析093

7.2.2塔式起重機(jī)建模方案094

7.2.3塔式起重機(jī)三維實(shí)體模型的創(chuàng)建094

7.3塔式起重機(jī)虛擬場景模型的創(chuàng)建096

7.3.1虛擬場景建模方案096

7.3.2建筑物模型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用于系統(tǒng)建模的高級(jí)建模技術(shù)101

7.4.1多層次LOD建模技術(shù)101

7.4.2多自由度DOF建模技術(shù)101

7.4.3紋理映射技術(shù)102

7.4.4公告牌技術(shù)102

7.5模型數(shù)據(jù)庫優(yōu)化技術(shù)103

7.5.1調(diào)整數(shù)據(jù)庫層次結(jié)構(gòu)103

7.5.2實(shí)例化技術(shù)103

7.5.3減少多邊形數(shù)量104

7.5.4外部引用技術(shù)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(lán)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章岸邊集裝箱起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)三維虛擬視景仿真技術(shù)109

8.1Vega軟件簡介109

8.1.1Lynx圖形界面109

8.1.2Vega的API函數(shù)110

8.1.3Vega應(yīng)用程序111

8.2Vega驅(qū)動(dòng)技術(shù)112

8.2.1Vega應(yīng)用程序的執(zhí)行流程112

8.2.2Vega應(yīng)用程序的初始化113

8.2.3Vega應(yīng)用程序的編譯114

8.3岸邊集裝箱起重機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)114

8.3.1大車機(jī)構(gòu)和小車機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)114

8.3.2起升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)115

8.3.3駕駛室內(nèi)外多視點(diǎn)的設(shè)定115

8.3.4集裝箱抓取和就位動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)117

8.4集卡運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)117

8.4.1集卡路徑規(guī)劃和導(dǎo)航技術(shù)117

8.4.2集卡運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)118

8.5虛擬人行走119

8.5.1虛擬人行走技術(shù)119

8.5.2虛擬人行走的實(shí)現(xiàn)119

8.6動(dòng)態(tài)海洋仿真120

8.6.1基于Vega Marine模塊仿真動(dòng)態(tài)海洋技術(shù)120

8.6.2動(dòng)態(tài)海洋的實(shí)現(xiàn)121

第9章塔式起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)三維虛擬視景仿真技術(shù)123

9.1塔式起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)模型驅(qū)動(dòng)123

9.1.1虛擬場景三維模型驅(qū)動(dòng)123

9.1.2塔式起重機(jī)三維模型驅(qū)動(dòng)125

9.2塔式起重機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)128

9.2.1塔式起重機(jī)聯(lián)動(dòng)臺(tái)的布局128

9.2.2起升運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)129

9.2.3變幅運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)130

9.2.4回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)131

9.2.5同時(shí)起升和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)131

9.2.6同時(shí)起升和變幅運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)132

9.3貨物擺動(dòng)的實(shí)現(xiàn)133

9.3.1貨物擺動(dòng)特性的簡單描述133

9.3.2貨物擺動(dòng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)及技巧134

9.4特殊效果的渲染135

9.4.1云層效果的實(shí)現(xiàn)136

9.4.2晝夜交替效果的實(shí)現(xiàn)137

9.4.3大霧效果的實(shí)現(xiàn)138

第10章三維實(shí)體模型的碰撞檢測(cè)及碰撞響應(yīng)141

10.1基于Vega的碰撞檢測(cè)原理與技術(shù)141

10.1.1碰撞檢測(cè)原理141

10.1.2相交矢量方法142

10.2碰撞檢測(cè)分析142

10.3碰撞檢測(cè)和碰撞響應(yīng)的實(shí)現(xiàn)143

10.3.1吊具的碰撞檢測(cè)144

10.3.2貨物的碰撞檢測(cè)145

10.3.3碰撞響應(yīng)146

第11章虛擬操作系統(tǒng)應(yīng)用程序發(fā)布及系統(tǒng)測(cè)試方法148

11.1應(yīng)用程序發(fā)布148

11.2系統(tǒng)測(cè)試方法148

11.3系統(tǒng)性能分析150

參考文獻(xiàn)1512100433B

本書以起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)的開發(fā)為例，介紹視景系統(tǒng)的建模理論和技術(shù)，以及模型驅(qū)動(dòng)理論和技術(shù)。全書主要包括三部分：第一部分系統(tǒng)地介紹了起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和安全操作規(guī)范，重點(diǎn)分析了起重機(jī)的動(dòng)力學(xué)特性和貨物的擺動(dòng)特性；第二部分重點(diǎn)敘述了構(gòu)建起重機(jī)和工作場景三維實(shí)體模型的理論和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)和場景變換的模型驅(qū)動(dòng)、碰撞檢測(cè)及碰撞響應(yīng)的理論和技術(shù)，以及提高虛擬操作系統(tǒng)的真實(shí)感和運(yùn)行速度的方法和技巧；第三部分介紹了虛擬操作系統(tǒng)應(yīng)用程序發(fā)布和系統(tǒng)測(cè)試的方法。

本書可供高等院校、科研機(jī)構(gòu)等從事機(jī)械工程、自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)的師生和研究人員及相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考使用。

《水利工程虛擬仿真系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)與實(shí)踐》(作者崔巍)共有8章，詳細(xì)介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本理論，系統(tǒng)闡述了水利工程虛擬仿真系統(tǒng)開發(fā)的基本流程、技術(shù)方法，論述了地形建模、地物建模和水流模擬等方面的關(guān)鍵技術(shù)。結(jié)合引渤濟(jì)錫長距離輸水工程，詳細(xì)闡述了其虛擬仿真系統(tǒng)的開發(fā)過程，重點(diǎn)研究了大規(guī)模三維地形地物模型構(gòu)建、大地形調(diào)度管理、實(shí)時(shí)交互與信息管理等關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法。

《水利工程虛擬仿真系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)與實(shí)踐》對(duì)從事數(shù)字流域、水信息學(xué)、虛擬仿真等專業(yè)的科技人員具有較高的實(shí)用價(jià)值，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生閱讀參考。

《水利工程虛擬仿真系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)與實(shí)踐》(作者崔巍)的編寫，旨在論述水利工程虛擬仿真的作用和意義，介紹相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，闡述系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)方法，研究關(guān)鍵問題的實(shí)現(xiàn)途徑，從而起到促進(jìn)水利工程虛擬技術(shù)的推廣應(yīng)用，為相關(guān)人員技術(shù)水平的提高提供支撐的作用。

前言

第1章 緒論

1．1 水利工程虛擬仿真技術(shù)概述

1．2 水利工程虛擬仿真的作用和意義

1．3 虛擬仿真技術(shù)在水利行業(yè)的應(yīng)用

1．4 存在的問題

1．5 本書研究主要內(nèi)容

參考文獻(xiàn)

第2章 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

2．1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念

2．2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展歷程

2．3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征

2．4 虛擬現(xiàn)實(shí)與相關(guān)技術(shù)的聯(lián)系與區(qū)別

2．5 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的組成與分類

2．6 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究狀況

2．7 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

2．8 虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)

2．9 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展方向

參考文獻(xiàn)

第3章 水利工程虛擬仿真系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)

3．1 虛擬仿真系統(tǒng)框架

3．2 虛擬場景顯示技術(shù)

3．3 虛擬場景建模技術(shù)

3．4 虛擬場景建模關(guān)鍵技術(shù)

3．5 水流水環(huán)境模擬技術(shù)

3．6 虛擬仿真系統(tǒng)開發(fā)軟件

參考文獻(xiàn)

第4章 引渤濟(jì)錫工程及其三維地形建模

4．1 引渤濟(jì)錫工程規(guī)劃概況

4．2 三維地形建模流程

4．3 三維地形建模規(guī)劃

4．4 源數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備與加工

4．5 三維地形建模

4．6 關(guān)鍵技術(shù)問題

參考文獻(xiàn)

第5章 引渤濟(jì)錫工程三維地物建模與優(yōu)化

5．1 Geator軟件與openFlight格式

5．2 引渤濟(jì)錫調(diào)水工程三維地物模型構(gòu)建

5．3 建模優(yōu)化策略

參考文獻(xiàn)

第6章 引渤濟(jì)錫工程信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)

6．1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)比選

6．2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

6．3 基于ADO的數(shù)據(jù)庫程序開發(fā)

參考文獻(xiàn)

第7章 引渤濟(jì)錫工程虛擬仿真系統(tǒng)集成

7．1 Vega平臺(tái)及程序框架

7．2 大地形調(diào)度管理與實(shí)時(shí)渲染

7．3 基于Lynx與Vega APl的實(shí)時(shí)交互功能開發(fā)

7．4 基于MFc框架的vega程序開發(fā)

7．5 系統(tǒng)功能與重點(diǎn)場景展示

參考文獻(xiàn)

第8章 總結(jié)與展望

8．1 總結(jié)

8．2 展望

附錄

附錄A fst文件格式轉(zhuǎn)換方法

附錄B 實(shí)時(shí)交互功能部分代碼

B．1 實(shí)時(shí)定義路徑導(dǎo)航

B．2 雙通道配置及變比例尺導(dǎo)航

B．3 三維空間點(diǎn)擊查詢

《起重機(jī)械虛擬仿真計(jì)算與分析》內(nèi)容簡介：虛擬仿真技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)的興起而發(fā)展起來的一種針對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和測(cè)試評(píng)估的新技術(shù)。起重機(jī)械虛擬仿真是以起重機(jī)械的動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)模型為核心，以其他相關(guān)模型為補(bǔ)充，利用多領(lǐng)域建模工具和仿真技術(shù)，對(duì)起重機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行仿真計(jì)算與分析，以了解起重機(jī)械運(yùn)行的動(dòng)力學(xué)特性?！镀鹬貦C(jī)械虛擬仿真計(jì)算與分析》上篇簡單介紹了虛擬仿真技術(shù)的形成、發(fā)展、應(yīng)用范圍以及虛擬仿真技術(shù)的動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)；中篇系統(tǒng)介紹了用于起重機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析的有限元基本理論、常用的有限元單元以及其在動(dòng)力學(xué)分析中的應(yīng)用和動(dòng)力學(xué)方程的求解方法；下篇系統(tǒng)介紹了虛擬仿真技術(shù)在不同類型起重機(jī)械結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用實(shí)例，包括門式雙梁、L型門式、雙梁橋式、門座式等4類起重機(jī)械虛擬仿真建模、虛擬仿真計(jì)算以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算等。

《起重機(jī)械虛擬仿真計(jì)算與分析》可供從事起重機(jī)械設(shè)計(jì)、分析、檢測(cè)等工作的科技人員閱讀，也可供機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化、工程機(jī)械、固體力學(xué)、土木工程、物流機(jī)械等專業(yè)的高年級(jí)學(xué)生、研究生、教學(xué)、科研人員和有關(guān)工程技術(shù)人員參考。