基于ORGE的铁路集装箱起重机仿真操作系统的研究

摘要

起重机仿真操作系统是使用计算机三维虚拟仿真技术创造出一种模拟现实环境的沉浸式交互环境，具体地说就是采用现代高科技技术生成逼真的视、听一体化虚拟环境，用户借助起重机操控设备或鼠标、键盘等外部配件以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生身临其境的感受和体验。论文采用开源的OGRE图形渲染引擎，通过基于Visual Studio.Net平台对OGRE图形渲染引擎的二次程序编写，开发出适用于铁路集装箱起重机的仿真操作系统，实现了对驾驶员模拟操作培训的目的。
　　本论文进行以下几个方面的研究：
　　(1)在研究集装箱门式起重机结构特点和工作特点基础上，对集装箱门式起重机模型以及铁路货场场景模型进行简化处理，使用三维建模工具3DS MAX2009完成三维建模工作，以实现铁路货场逼真的场景效果。
　　(2)综合考虑3DS MAX软件和OGRE渲染引擎的特点，选用OgreMax插件，将逼真的三维铁路货场场景从3DS MAX2009中导出，并结合其自带的OgreMax Win Viewer工具对导出的数据进行编辑修改，以备程序实时无误的调用。
　　(3)在起重机仿真操作领域，提出了使用开源的OGRE图形渲染引擎进行图形的渲染驱动，基于Visual Studio.Net平台对OGRE图形渲染引擎进行二次程序编写，开发出应用于铁路集装箱起重机的仿真操作系统，实现了对起重机驾驶员模拟操作培训的目的。
　　(4)结合铁路集装箱起重机实机作业情况以及起重机驾驶员培训的相关考核标准，根据工作环境、任务要求、运行速度等多种变量，制定不同难度等级的考试方案，同时根据评分标准自动给出最终的得分和考核意见。
　　本论文的研究内容和成果，为起重机驾驶员提供了一个良好的仿真操作训练平台，真实再现铁路货场场景，使学员达到身临其境的实训效果。