[发明专利]一种水下机器人仿真展示系统及仿真方法

权利要求书

1.一种水下机器人仿真展示系统，其特征在于，包括：

运动模型仿真部分和实景仿真部分，其中

所述运动模型仿真部分适于模拟水下机器人运动；以及

所述实景仿真部分适于模拟水下环境。

2.根据权利要求1所述的水下机器人仿真展示系统，其特征在于，

所述运动模型仿真部分包括：指令交互模块、碰撞检测模块和动作关联模块；其中

所述指令交互模块适于输入控制指令；

所述碰撞检测模块适于使水下机器人在发生碰撞后，停止工作，并对所载入的水下机器人的模拟模型的边界坐标进行划分检测；

所述动作关联模块适于控制水下机器人各运动组件匹配活动；以及

若两模拟模型的边界坐标接近且具有重叠预期时，则通过碰撞检测模块停止水下机器人动作；当获得相交控制指令后，使两模拟模型完成重叠穿越。

3.根据权利要求2所述的水下机器人仿真展示系统，其特征在于，

在所述动作关联模块中将水下机器人整体运动设定为父运动，水下机器人每一个运动组件的运动设定为子运动。

4.根据权利要求3所述的水下机器人仿真展示系统，其特征在于，

所述实景仿真部分包括：特效渲染模块、三维视角模块和DEMO播放模块。

5.根据权利要求4所述的水下机器人仿真展示系统，其特征在于，

所述特效渲染模块适于模拟水下环境中的波浪效果或粒子效果；

所述三维视角模块采用全局坐标系和局部坐标系叠加方式实现，以适于使用者选择第一人称仿真视角或第三人称仿真视角；

所述DEMO播放模块适于在模拟的水下环境中添加音视频信息。

6.一种仿真方法，其特征在于，所述仿真方法适用于水下机器人仿真展示。

7.根据权利要求6所述的仿真方法，其特征在于，

所述仿真方法适用于水下机器人仿真展示的方法包括如下步骤：

步骤S1，建立水下机器人的至少一个模拟模型；

步骤S2，模拟水下环境；以及

步骤S3，将水下机器人载入模拟水下环境中进行仿真展示。

8.根据权利要求7所述的仿真方法，其特征在于，

所述步骤S1中建立的模拟模型由运动模型仿真部分控制；

所述运动模型仿真部分包括：

指令交互模块、碰撞检测模块和动作关联模块；其中

所述指令交互模块适于输入控制指令；

所述碰撞检测模块适于使水下机器人在发生碰撞后，停止工作，并对所载入的水下机器人的模拟模型的边界坐标进行划分检测；

所述动作关联模块适于控制水下机器人各运动组件匹配活动；以及

若两模拟模型的边界坐标接近且具有重叠预期时，则通过碰撞检测模块停止水下机器人动作；当获得相交控制指令后，使两模拟模型完成重叠穿越。

9.根据权利要求8所述的仿真方法，其特征在于，

所述步骤S2中模拟水下环境，则通过实景仿真部分实现水环境模拟；其中

所述实景仿真部分包括：特效渲染模块、三维视角模块和DEMO播放模块；

所述特效渲染模块适于模拟水下环境中的波浪效果或粒子效果；

所述三维视角模块采用全局坐标系和局部坐标系叠加方式实现，以适于使用者选择第一人称仿真视角或第三人称仿真视角；

所述DEMO播放模块适于在模拟的水下环境中添加音视频信息。

10.根据权利要求9所述的仿真方法，其特征在于，

所述三维视角模块包括：

与观察者对应的第一矩阵，与被观察对象对应的第二矩阵，该被观察对象为模拟模型，以及

将投影变换矩阵设定为第三矩阵；

所述三维视角模块的工作方法包括：

设定观察者初始位置为全局坐标系原点，观察者位置仅在全局坐标系下变化，将观察者位置的变化保存在所述第一矩阵中；

设定被观察对象初始位置为局部坐标系原点，被观察对象位置在局部坐标系变化，其变化保存在所述第二矩阵中；以及

最终成像时，模拟模型的成像坐标矩阵为第一、第二和第三矩阵的乘积，再将矩阵中的数字信息转换为图形呈现在屏幕上。