基于虛擬現(xiàn)實(shí)的農(nóng)用車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的設(shè)計與實(shí)現(xiàn).pdf

1、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的惡劣環(huán)境及繁重的操作任務(wù)，致使勞動力大量轉(zhuǎn)移。遙操作系統(tǒng)可以拓展人類的感知和操作能力，代替人在危險、惡劣的環(huán)境中作業(yè)。在遙操作系統(tǒng)的發(fā)展過程中，由于視頻設(shè)備信息量大而視野狹小，容易出現(xiàn)工作中的死角，同時受到信號傳輸技術(shù)的限制導(dǎo)致遙操作系統(tǒng)存在時延與信號丟失等問題。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的興起為遙操作系統(tǒng)提供了良好的輔助作用，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心建立一個與工作現(xiàn)場相接近的虛擬環(huán)境為操作者提供視覺、力覺反饋，有助于操作者更好

2、的掌握工作現(xiàn)場的信息，提高了遙操作作業(yè)的效率。
　　 本文基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)完成了農(nóng)用車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，為下一步的遙操作奠定了基礎(chǔ)。主要研究虛擬農(nóng)田場景的構(gòu)建、人機(jī)交互以及通信功能的實(shí)現(xiàn)。采用VisualC++6.0和OpenGL作為開發(fā)平臺，對系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中的若干關(guān)鍵問題進(jìn)行了探討分析，所完成的工作如下所述:
　　 (1)構(gòu)建了虛擬農(nóng)田場景。在三維場景的構(gòu)建上，采用OpenGL結(jié)合3DSMAX的方法實(shí)現(xiàn)模型的

3、建模，采用立體天空盒法生成天空模型;基于數(shù)字高程模型(DEM)模擬真實(shí)地形;基于Billboard法實(shí)現(xiàn)對農(nóng)田作物的建模;采用3DSMAX建模軟件對復(fù)雜車體進(jìn)行建模，并將模型導(dǎo)出為3DS文件格式，研究了基于OpenGL的3DS模型文件的讀取與顯示;在對場景中自然現(xiàn)象的模擬上，實(shí)現(xiàn)了基于粒子系統(tǒng)的雨雪效果模擬以及基于OpenGL的霧效模擬，為操作者提供了一個逼真的虛擬農(nóng)田環(huán)境。
　　 (2)為了能夠?qū)崿F(xiàn)對虛擬農(nóng)田場景中車輛的控制，

4、在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心采用了鍵盤和操縱桿兩種方式來進(jìn)行交互控制，利用DirectX中的DirectInput組件，編程實(shí)現(xiàn)了操縱桿與虛擬場景中的車輛之間的交互功能。分析和比較了軸向包圍盒、包圍球、方向包圍盒以及離散方向多面體四種包圍盒碰撞檢測技術(shù)，并運(yùn)用軸向包圍盒實(shí)現(xiàn)了虛擬農(nóng)田場景的碰撞檢測，增強(qiáng)了場景的真實(shí)感和沉浸感。
　　 (3)對通信系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計。在廣域網(wǎng)環(huán)境下，基于面向連接的TCP/IP及Socket通信機(jī)制構(gòu)建客戶機(jī)/服務(wù)器