[发明专利]一种基于虚拟现实的汽车起重机吊装仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于虚拟现实的汽车起重机吊装仿真方法。

背景技术

随着我国综合国力的增强，工业规模正在向特大型化发展，新的模块式建设和整体式装配等建设模式的发展，促使了吊装行业中吊装设备数量与组件重量的增大，吊装距离增加，必将对吊装行业提出更高要求，为了能够适应更加复杂的工作环境，安全顺利地进行吊装作业，并且合理统筹安排起重机资源，各建设公司对吊装方案设计的精确性、合理性、高效性和可靠性都提出了更高的要求。因此，为了在保证安全的前提下大大降低吊装作业的工作量和成本，制定安全、可靠、合理、高效的吊装方案就显得尤为重要。

目前，我国吊装方案的制定主要是以人工方式进行，由于吊装方案制定非常复杂，往往难以兼顾高效和安全，且方案制定后只能通过手工计算和经验来分析方案实施的可行性和效果，这种分析方法存在很大的误差，同时也很难预知吊装方案实施的效果，从而严重影响到吊装作业的效率、成本及安全性等。所以，吊装行业迫切需要一套三维模拟的仿真方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于虚拟现实的汽车起重机吊装仿真方法，该基于虚拟现实的汽车起重机吊装仿真方法易于实施、能准确地模拟起重机吊装作业过程。

发明的技术解决方案如下：

一种基于虚拟现实的汽车起重机吊装仿真方法，包括以下步骤：

步骤1：新建工程并为新工程设定一个工程名；

步骤2：建立起重机模型；

步骤3：添加吊装物和障碍物；

步骤4：设置吊装目标点；

步骤5：通过键盘操作来实现吊装模拟操作，直到吊装物到达吊装目标点【到达目的点会有提示，会在工作参数显示(就是屏幕的左上部分)，然后字体是红色的，误差跟挠度的精度有关，竖直方向上的误差是0到+0.3米，水平方向的误差是0到0.1米】，吊装结束，保存从吊装起始点到吊装目标点的操作过程。

步骤2中，通过自定义配置模式建立起重机模型：

设定以下参数：倍率、配重、回转角度、起重机支腿跨距、副臂角度、副臂臂长、第二节至第六节臂伸出比例、起重机主臂臂长、起重机幅度【幅度是指起重机的作业半径，比如说幅度是10米，那么就是说吊装物离起重机中心最远的距离就是10米，如果多了，就会倾覆。】；并根据以上设定的参数建立起重机模型。

步骤2中，采用基于工况查询并添加的模式建立起重机模型：根据操作者设定的工况查询条件，在起重机工况表中进行查询，以获取符合条件的工况，通过工况建立起重机模型。【工况表储存着以下信息：在相应幅度、相应配重、相应臂长的情况下，能最大吊多重的物体。】

步骤3中，添加吊装物或障碍物的实现方法为：利用VC调用OpenGL的函数进行绘制；【对于简单吊装物或简单障碍物，】吊装物或障碍物模型的数据直接存在绘制函数中，在绘制时调用绘制函数直接读取数据完成绘制。

或者，【对于复杂的吊装物或障碍物，】吊装物或障碍物模型的数据从外文件读入：先通过pro/e软件进行绘制出吊装物或障碍物模型，然后将模型保存为cpp格式文件(cpp格式文件存的就是吊装物或障碍物模型的数据)，设置吊装物或障碍物的参数【参数是在之后设置，cpp文件的数据是原始数据，这些参数就是对这些数据进行操作，打个比方啊，比如说设置大小是2，那就是原始大小的2倍】，然后利用VC读取cpp格式文件，调用OpenGL函数在场景中进行重绘，完成吊装物或障碍物绘制。

吊装物和障碍物模型建立方法是一样的，但是添加到场景中不一样，障碍物是添加到场景这个主节点中，而吊装物是添加到吊钩的子节点中，将各个障碍物模型节点作为场景总根节点下独立的子节点，各自的驱动互不干扰，利用glTranlate函数实现对障碍物进行各个方向上的平移。OpenGL函数的最终目的就是为了进行重绘，对于复杂障碍物和复杂吊装物，将cpp文件的数据读进来然后进行重绘，简单障碍物和吊装物不用读cpp文件数据，它们的数据直接在绘制函数里面加就行了，不用读外部文件。

步骤2中，根据设定的参数建立起重机模型的过程为：