基于Multigen Creator-Vega的大型平移式噴灌機虛擬試驗研究.pdf

1、大型平移式噴灌機虛擬試驗研究是“十一五”國家科技支撐計劃課題——農(nóng)業(yè)裝備虛擬試驗技術研究(2006BAD11A1706)的研究內(nèi)容之一。傳統(tǒng)的大型噴灌機試驗,不僅需要符合試驗要求的場地、水源和電源,而且需要安裝、調試噴灌設備,經(jīng)過重復多次噴灑、測量,最后計算試驗數(shù)據(jù),存在費時、費水、費力、費錢等問題。本文研發(fā)的基于Multigen Creator和Vega的大型平移式噴灌機虛擬試驗系統(tǒng),通過建立和優(yōu)化噴灌數(shù)學模型,利用虛擬現(xiàn)實技術,在計

2、算機上進行大型平移式噴灌機噴灌仿真試驗,不僅克服了傳統(tǒng)噴灌試驗的不足,而且減少資源的浪費,降低成本,提高效率,節(jié)水環(huán)保。
　　 本文的主要工作如下:
　　 1.概述了大型平移式噴灌機的噴灌試驗技術的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,確定了基于Multigen Creator和Vega的大型平移式噴灌機虛擬試驗系統(tǒng)的研發(fā)總體方案和技術路線。
　　 2.研究了虛擬現(xiàn)實的建模和渲染方法,建立了大型平移式噴灌機的三維立體模型;創(chuàng)

3、建了LOD地形細節(jié)層次,利用Polymesh算法對地形模型進行優(yōu)化處理,通過紋理貼建立逼真的噴灌機虛擬試驗場景。
　　 3.在研究分析大型平移式噴灌機的工作原理、結構參數(shù)、運動參數(shù)等與噴灌均勻度相關的參數(shù)的基礎上,建立了一種計算大型平移式噴灌機的單個噴頭噴灌強度的數(shù)學模型。
　　 4.噴灌均勻度是衡量噴灌質量好壞的關鍵指標之一,本文提出了一種基于虛擬試驗技術的大型平移式噴灌機噴灌均勻度的計算方法,開發(fā)了噴灌機噴灌均勻度的

4、參數(shù)化模型接口。
　　 5.基于粒子系統(tǒng)的相關理論,定義了噴灌機水滴的數(shù)據(jù)結構體,設置了噴灌機噴頭水滴的產(chǎn)生、生長和消失的條件,通過調用OpenGL的圖形庫函數(shù)和回調函數(shù)在虛擬環(huán)境中展現(xiàn)噴灌機的噴灌效果,用戶可以通過計算機與虛擬環(huán)境中的個體進行自然交互,逼真的觀察、體驗虛擬試驗的過程。
　　 6.通過分析大型平移式噴灌機的噴灑過程,建立了大型平移式噴灌機在無風條件下的水量分布模型。以Microsoft Visual C+