农田喷灌车虚拟现实设计

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1、学校代码：10223分类号：S24;TP391.9学号：密级：公开专业学位硕士论文农田喷灌车虚拟现实设计研究生：李思莹指导教师：刘桂阳教授第二导师：聂录高级农艺师类别(领域)：农业推广硕士（农业信息化）培养方式：全日制培养学院：信息技术学院中国•大庆2015.06摘要随着计算机技术的不断发展，虚拟现实技术的应用已经广泛的穿插在各个领域之间。在与农机结合方面，不仅可为用户提供一个良好的农机外观展示平台，使用户通过计算机直观的了解农机整体结构，还可以从运动仿真的角度全方位观察农机的机能特性，掌握其工作原理及运动过程。本文详细研究了农田喷灌车虚拟仿真的制作方法。通过查找喷灌车田间作业资料，选取农

2、场展示项目中现有喷灌车模型为研究对象，制作出一套完整喷灌车田间作业的仿真体系。制作内容总共分为四个环节：（1）喷灌车模型处理。利用3dsMax软件对其优化完善，包括模型顶点和面的处理、添加材质、机具命名、轴心调整等。（2）机械运动仿真。通过Unity3D软件对喷灌车运动仿真，第一部分是对喷洒机械臂的展开与折叠模拟。在观察分析机械臂父子关系的基础上，介绍两种实现方法：使用AnimationCurve曲线结合代码进行简单的静态模拟或通过分析边与角的数学关系完成复杂的动态实时仿真。第二部分是喷灌车的田间行驶模拟。利用车轮碰撞器结合C#语言模拟出具有逼真物理引擎的可操作行驶系统，使用户通过键盘即可

3、控制喷灌车的行驶。（3）喷洒效果实现。通过设置粒子系统模拟水流效果，利用编写代码获取地块材质信息更换地面贴图的方法，实现随着水流的喷洒过程中地面所产生的物理变化效果的模拟。（4）仿真系统界面设计。利用Unity3D官方插件NGUI，制作干净整洁的人机交互界面并实现场景相机跟随功能，使用户全方位了解喷灌车的背景及完整的田间作业过程。本文研究的农田喷灌车虚拟仿真设计可为用户提供一个可操作的原型农田机械，不仅可以为农业教学科研提供服务，也可以用于农业机械的观光与培训。关键词：农田喷灌车；虚拟仿真；3dsMax；Unity3D；NGUIIAbstractWiththedevelopmentofco

4、mputertechnology,virtualrealitytechnologyhasbeenwidelyappliedinvariousfield.Incombinationwiththeagriculturalaspects,notonlyprovideuserswithagoodplatformforthedisplayofagriculturalappearance,whichallowsusersanintuitiveunderstandingofthewholestructureoffarmmachinerythroughthecomputer,canalsoobservet

5、heagriculturalmachineryperformancecharacteristicswithafullrangefromthemotionsimulationpointofview,tograsphowitworksandthemovement.Thispaperthroughcollectingtheinformationofsprinklervehiclefieldoperations,selectthesprinklervehiclemodelexistinthefarmdemonstrationprojectsforstudy,makingacompletesprin

6、klervehiclefieldoperationssimulationsystem.Thetotalproductionofcontentisdividedintofourareas:(1)Sprinklervehiclemodelprocessing.Using3dsMaxsoftwaretooptimizeandconsummatethemodel,includingprocessverticesandfaces,addmaterials,nametheequipment,adjustmenttheaxis.(2)Mechanicalmotionsimulation.throught

7、heUnity3Dsoftwarecompletethesprinklervehiclemotionsimulation.Thefirstpartisthesprayingarmopenandcollapsedsimulation.Onthebasisofobservingandanalysisofthearmparent-childrelationships,describestwomethods:usingAnima