塔式起重機遠程虛擬監(jiān)控建模與運行可視化研究.pdf

1、塔式起重機是各類高層建筑和大型建設工程必不可少的施工設備。隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，塔機也向大型化、高速化、智能化方向發(fā)展，從而對其安全性也提出了更高要求。本文結合國家863項目(2007AA04Z419)“大型塔式起重機安全狀態(tài)實時監(jiān)控及預警關鍵技術研究”，利用虛擬現(xiàn)實技術開發(fā)塔式起重機遠程虛擬監(jiān)控系統(tǒng)。建立塔機運動模型并確定關鍵遠動參數(shù)，通過現(xiàn)場傳感信息驅動塔機動作，基于DirectX技術構建虛擬場景渲染引擎，最終實現(xiàn)了一個三維、具有高

2、度逼真性、實時性、交互性的塔機實時監(jiān)控系統(tǒng)。 本文主要研究內容包括： 1、建立起完善的塔機三維模型與環(huán)境模型庫。根據(jù)塔機的結構與運動特點，分析塔機各部件之間的拓撲關系，建立起各類塔機模型部件庫；根據(jù)虛擬場景中的環(huán)境要素特點采用相適應的建模技術完成模型建構；同時對于建模技術的幾個關鍵問題實現(xiàn)優(yōu)化。 2、實現(xiàn)塔機遠程虛擬監(jiān)控系統(tǒng)的可視化與操作性?；谟嬎銠C圖形學，采用DirectX設計虛擬監(jiān)控系統(tǒng)的渲染引擎，既實現(xiàn)了

3、逼真、準確、生動的三維圖像顯示，而且實現(xiàn)了人機交互操作。 3、對于塔機虛擬監(jiān)控系統(tǒng)的視覺呈現(xiàn)能力進行優(yōu)化。從虛擬監(jiān)控系統(tǒng)的3D裁剪、深度緩沖、快速可見性計算三方面進行優(yōu)化研究，不僅提高監(jiān)控平臺的畫面呈現(xiàn)的逼真性，而且進一步增強系統(tǒng)的實時性。4、完成塔機虛擬監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)。集成各功能模塊開發(fā)的塔機虛擬監(jiān)控系統(tǒng)具有高度沉浸感和交互性，用戶可多方式、高效全面地實現(xiàn)遠程監(jiān)控；塔機場景建模模塊實現(xiàn)了參數(shù)化建構塔機虛擬場景，使得本塔機虛擬監(jiān)