螺旋桨测量系统仿真和碰撞检测

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1、分类号学号M201372788学校代码10487密级硕士学位论文螺旋桨测量系统仿真和碰撞检测学位申请人：汤翔学科专业：计算机技术指导教师：陈基雄答辩日期：2015年5月28日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringPropellerMeasurementSystemSimulationandCollisionDetectionCandidate：TangxiangMajor：ComputerTec

2、hnologySupervisor：ChenJixiongHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学

3、位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要螺旋桨是舰船的关键部件之一，制造工艺及流程十分复杂，且螺旋桨体型较大，在实际的螺旋桨毛坯上进行测量或加

4、工操作，其风险和代价较大。计算机仿真技术是分析系统运行行为和动态过程的重要手段和方法。课题中将以螺旋桨制造工艺中的测量部分为背景，详细说明计算机仿真技术在螺旋桨测量系统中的应用。该部分主要的研究内容如下：第一、说明系统中测量环境建模的过程：包括基于段结构的测量机各组件层次结构的搭建和螺旋桨的组成结构。第二、研究基于时间的运动仿真原理、仿真控制（主要是仿真的加速控制）和基于段结构的模型组件的复合运动等。为了提高系统仿真的真实性，碰撞检测将是仿真过程中不可缺少的一部分。螺旋桨是由复杂曲面组成的几何体，且属于精细模型，包含的三角面片

5、比较多，如果对其进行直接的碰撞检测往往效率低下，无法满足要求。课题在螺旋桨测量系统仿真的基础上，研究如何在保持碰撞检测实时性和准确性平衡的前提下进行碰撞检测。该部分主要的研究内容如下：第一、详细说明基于包围盒的碰撞检测技术并比较各自的优缺点，为后续螺旋桨测量系统仿真中包围盒的选择提供理论参考。第二、为了减少精确碰撞检测时模型复杂度，课题所述系统采用基于模型细分的层次包围盒树检测方法，并详细说明模型的细分方法和分步碰撞检测过程。第三、通过编程实现仿真过程和碰撞检测功能，比较多组数据说明层次包围盒树检测方法的效果，肯定了这种检测方

6、法在系统仿真时能够一定程度上提高仿真效率，但也存在诸多问题使碰撞检测的效率提升受到限制。在分析了仿真运行结果后，提出了将原螺旋桨测量系统中使用的模型静态切分方法改为动态切分方法的想法，使用动态切分方法能够大量减少场景中以段为单位的模型数量，从而一定程度上提高了操作体验。关键词：螺旋桨测量系统，运动仿真，碰撞检测，层次包围盒树，模型细分I华中科技大学硕士学位论文AbstractAsoneofthekeycomponentsoftheship,thepropeller’smanufacturingprocessisverycomp

7、licated,andbecauseofpropeller’slargesize,measuringormachiningoperationsonarealroughpropellermayhavegreaterrisksandcosts.Computersimulationisanimportantmeanstoanalyzesystemoperationandbehavioranddynamicprocess.Takingthepropellermanufacturingprocessmeasurementasthebac

8、kground,thepaperwilldetailedinstructtheComputerSimulationTechnology’susinginthepropellermeasuringsystem.Themaincontentsofthissectionareasf