论文部分内容阅读
本文研究开发了一个电力线巡检机器人飞行仿真系统,动态再现电力线巡检飞行机器人(Flying Robot for Overhead Power line Inspection,简称FROPI)飞行运动全过程,为进一步研究FROPI提供直观的实验根据。本文使用三维建模工具创建了逼真、可流畅浏览的飞行场景模型,在Visual Studio.NET 2003平台下编写C++程序,以Vega Prime2.0视景驱动工具,实现了对FROPI视角的控制、FROPI与三维场景中模型的碰撞检测和响应等。本文主要工作有：(1)使用Creator和其他的三维建模工具创建了具有真实感的飞行环境模型,并运用LOD (Level of Detail)、模型实例化等技术提高OpenFlight模型数据库的遍历速度,以得到流畅的浏览体验。(2)采用实验数据实时地驱动虚拟场景中FROPI模型,使用Vega Prime的交互函数完成了FROPI飞行的视景仿真,达到了较好的仿真效果,有一定的真实感。(3)设计了一个网络通讯接口,用于FROPI路径规划用机和三维视景仿真用机之间的数据传输；利用MFC实现了仿真系统界面,增强了仿真系统的人机交互能力和程序的可读性。本文在局域网内的一台计算机上利用MATLAB的强大数学运算能力,得到FROPI路径规划的结果,通过网络接口把数据发送给局域网内的另外一台视景仿真计算机,利用Vega Prime强大的视景仿真能力,实时地渲染飞行机器人在三维虚拟环境中执行巡检任务的过程。这样就使得FROPI的路径规划研究和航迹三维显示工作分离开来,研究人员可以把精力放在研究FROPI路径规划的问题上,而不必花费大量的时间去实现FROPI的航迹显示。通过该系统研究人员只需在实验机上编写控制算法程序,就能在视景仿真机上直观的观察规划效果,从而判定算法的有效性,可大大提高FROPI研究的效率。