起重机虚拟操作系统开发理论与实践
作者：董明晓，徐书娟，鲁萌萌 著
出版时间：2016年版
内容简介
　　本书以起重机虚拟操作系统的开发为例，介绍视景系统的建模理论和技术，以及模型驱动理论和技术。全书主要包括三部分：*部分系统地介绍了起重机的结构特点和安全操作规范，重点分析了起重机的动力学特性和货物的摆动特性；第二部分重点叙述了构建起重机和工作场景三维实体模型的理论和技术，实现起重机机构运动和场景变换的模型驱动、碰撞检测及碰撞响应的理论和技术，以及提高虚拟操作系统的真实感和运行速度的方法和技巧；第三部分介绍了虚拟操作系统应用程序发布和系统测试的方法。本书可供高等院校、科研机构等从事机械工程、自动化和计算机应用等专业的师生和研究人员及相关领域的工程技术人员参考使用。
目录
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