支架仿真系统的实现

耗时一个多月，完成了放顶煤、薄煤层液压支架仿真程序的编写。

主要思想：

偶也是菜鸟，刚开始想用骨骼动画实现，但是没有人可给帮我做机械的骨骼动画，只好放弃。

第二种思路，想用Max导出的关键帧动画来实现，每个支架有非常多的动作，十几种，每种动作与其他动作都有可能同时发生，用Max做好关键帧动画之后，导出时分段导出动画，对每个动作分别进行导出，导出后导入程序，当两个动作同时播放时发现模型裂了，如图：，纠结起原因，读OgreMax导入场景的代码，发现当播放两个动作时，此时模型的每个mesh都做了两次位移、旋转、等等，肯定会裂开，同时播放几个动画，此时模型就会位移几次~~，研究了将近一周的时间，美工没有用过OgreMax，加上我是个菜鸟~~最后多方求友，不得不放弃，（如果那位网友知道如何避免这个问题，请不吝赐教）。

最后不得不采用控制节点，使用节点动画来实现，通过一个controller来实现，因为最终模型需要通过硬件来控制，控制器与PC是通过串口进行通讯的，所以本程序共分为三个部分：

1、通讯部分

           通过串口，不同的支架传输不同字节长度的数据，根据数据的某一位控制支架做相应的动作。在数据传输过程中使用CRC校验。

示例代码如下：

short usDataLen)

   2: {

/* 高CRC 字节初始化 */

/* 低CRC 字节初始化 */

/* CRC 循环中的索引 */

/* 传输消息缓冲区 */

   7:     {

/* 计算CRC */

   9:         uchCRCHi = uchCRCLo ^ auchCRCHi[uIndex] ;

  10:         uchCRCLo = auchCRCLo[uIndex] ;

  11:     }

return (uchCRCHi << 8 | uchCRCLo) ;

  13: }

  14:  

//构造液压支架通信命令

char>& result)

  17: {

  18:     result.resize(cnt+3);

  19:     result[0] = 0xaf;

  20:  

  21:     memcpy(&result[1], buf, cnt);

  22:  

char *)&result[0], cnt+1);

  24:     result[cnt + 1] = crc >> 8;

  25:     result[cnt + 2] = crc & 0xff;

  26:  

return cnt+3;

  28: }

  29:  

//CRC校验

char>& result)

  32: {

//if(cnt != 9)

//{

//}

  38:  

char *)(buf+0), cnt-2);

char *)(buf+1 + cnt-3));

  41:     send_crc <<= 8;

char *)(buf+2 + cnt-3));

if(send_crc != recv_crc)

  44:     {

));

return -1;

  48:     }

  49:  

  50:     result.resize(cnt-3);

  51:     memcpy(&result[0], buf+1, cnt-3);

  52:  

return cnt-3;

  54: }

2、支架组装，定义部分

   此部分将支架组装，使用了一种极其笨拙的方法，将支架的各个部分使用OgreMax导出后，然后根据OgreMax导出的scene文件的坐标值，然后在程序中组装支架。定义的变量相当繁琐，有很大缺陷，当换一个支架的时候，程序的数据需要重写。就是根据支架的结构创建支架，将支架的各个部分一一组装起来。代码如下：

   1: mSupportRoot = mSManager->getRootSceneNode()->createChildSceneNode(mName);

, Vector3(0, 0, 0));

   3:  

//推溜节点

, Vector3(-1.18005, 0.115254, 0));

);

   7:     mMoveSupport->attachObject(e);

   8:  

, Vector3(-1.03653, -0.0424172, 0));

);

  11:     mScraper->attachObject(e);

  12:     mScraper->setVisible(mIsShowScraper);

  13:  

//底座节点

);

);

  17:     mBase->attachObject(e);

, Vector3(-1.05936, 0.141, 0));

  19:  

//抬底节点

, Vector3(-1.26348, 0.30187, 0));

);

  23:     mLiftBase->attachObject(e);

  24:  

//下立柱节点

, Vector3(-1.07193, 0.538018, 0));

);

  28:     mDownPillar->attachObject(e);

  29:     mDownPillar->setOrientation(0.989742, 0, 0, 0.142869);

  30:  

//上立柱节点

, Vector3(0, 1.181672, 0));

);

  36:     mUpPillar->attachObject(e);

//mUpPillar->setOrientation(0.997184, 0, 0, 0.0749965);

  38:  

//顶梁节点

, Vector3(0.00674, -0.00362, 0));

  41:     mTopBeamAxis->roll(Radian(Math::DegreesToRadians(-17)));

);

);

/*0.915483*/0.715483, -0.10226, 0));

//mTopBeamTrack->attachObject(e);

//mTopBeamTrack->setScale(0.001, 0.001, 0.001);

);

  50:     mTopBeam->attachObject(e);

  51:  

//恻护节点

, Vector3(-0.00456, -0.00654, 0));

);

  55:     mSideGuard->attachObject(e);

  56:  

//平衡千斤顶顶梁部分

, Vector3(0.435347, -0.00176, 0));

  59:     mShieldJack2Axis->setInheritOrientation(false);

);

  61:     mShieldJack2->setOrientation(0.907374, 0, 0, 0.420324);

);

  63:     mShieldJack2->attachObject(e);

  64:  

//掩护梁节点

, Vector3(0.715483, -0.01226, 0));

  67:     mShieldBeamAxis->setOrientation(0.909066, 0, 0, -0.416652);

//mShieldBeamAxis->roll(Radian(Degree(-50)));

);

  70:     mShieldBeam->translate(0.35, 0.05, 0, Node::TransformSpace::TS_LOCAL);

);

  72:     mShieldBeam->attachObject(e);

//mShieldBeam->setVisible(false);

  74:  

//掩护梁恻护节点

, Vector3(0, 0, -0.503772));

);

  78:     mShieldSideGuard->attachObject(e);

  79:  

//平衡千斤顶掩护梁部分节点

, Vector3(0.1 ,-0.104284, 0));

  83:     mShieldJack1Axis->setInheritOrientation(false);

);

);

  86:     mShieldJack1->attachObject(e);

  87:  

  88:  

  89:     mShieldJack2->setAutoTracking(true, mShieldJack1Axis, Vector3::NEGATIVE_UNIT_Y);

  90:     mShieldJack1->setAutoTracking(true, mShieldJack2Axis, Vector3::UNIT_Y);

  91:  

, Vector3(0.3517407, -0.098777, 0));

, Vector3(0.0517407, -0.178777, 0));

//mFrontRodTarget->attachObject(e);

//mFrontRodTarget->setScale(0.0005, 0.0005, 0.0005);

, Vector3(-0.579555, 0.413417, 0));

);

);

 101:     mFrontRod->attachObject(e);

 102:  

 103:  

, Vector3(0.68769, -0.05, 0));

, Vector3(0.00769, -0.05, 0));

//mBackRodTarget->attachObject(e);

//mBackRodTarget->setScale(0.0005, 0.0005, 0.0005);

, Vector3(-0.201678, 0.140705, 0));

);

);

 113:     mBackRod->attachObject(e);

 114:  

 115:     mFrontRod->setAutoTracking(true, mFrontTargetTo, Vector3::UNIT_Y);

 116:     mBackRod->setAutoTracking(true, mBackRodTo, Vector3::UNIT_Y);

3、动画控制部分

对于每个动作创建一个动画控制器（controller），根据动作的速度与每一帧的时间控制支架做动作，创建的动画控制器为createFrameTimePassthroughController，这样就可以使用frame time传递给控制器函数（controller function）。

为每个动作定义一个控制器，控制其中对每个支架的各个部分进行控制。在处理多个部分联动的时候可能要稍微注意一下，需要注意各部分的关系，本程序中在液压支架进行升柱、降柱的时候进对液压支架的顶梁、掩护梁、后连杆、底座、立柱进行了一系列余弦定理的处理，保证其动作的准确性。代码如下：

public:

//上立柱降柱动画控制器

//上立柱升柱动画控制器

//下立柱降柱动画控制器

//下立柱升柱动画控制器

   6:  

//移架动画控制器

//推溜动画控制器

   9:  

//伸平衡动画控制器

//收平衡动画控制器

  12:  

  13:     MonitorControllerValuePtr          mTopAngleCalController;            //顶梁角度控制器

 

   1: ControllerManager &contMgr = ControllerManager::getSingleton();

   2:  

//上立柱降柱动画控制器

this));

   5:     contMgr.createFrameTimePassthroughController(mTopPillarDownController);

   6:     MonitorControlDest *pController = (MonitorControlDest *)mTopPillarDownController.get();

   7:  

//上立柱升柱动画控制器

//mTopPillarUpController = MonitorControllerValuePtr(new MovePillarUp(mUpPillar, 1.49607, mSpeedPillarUp, this));

this));

  11:     contMgr.createFrameTimePassthroughController(mTopPillarUpController);

  12:  

//下立柱降柱动画控制器

this));

  15:     contMgr.createFrameTimePassthroughController(mDownPillarDownController);

  16:  

//下立柱升柱动画控制器

this));

  19:     contMgr.createFrameTimePassthroughController(mDownPillarUpController);

  20:  

//伸平衡动画控制器

this));

  23:     contMgr.createFrameTimePassthroughController(mBalancePullController);

  24:  

//收平衡动画控制器

this));

  27:     contMgr.createFrameTimePassthroughController(mBalancePushController);

  28:  

//推流动画控制器

new MoveScraperFront(mMoveSupport, mFulcrum, 2.0, mSpeedPush));

  31:     contMgr.createFrameTimePassthroughController(mScraperPushController);

  32:  

//移架动画控制器

new MoveScraperFront(mFulcrum, mMoveSupport, -1.18005, mSpeedMove));

  35:     contMgr.createFrameTimePassthroughController(mBaseFrontController);

  36:  

this));

  38:     contMgr.createFrameTimePassthroughController(mTopAngleCalController);

 

各个控制器，控制函数定义代码：

public Ogre::ControllerValue<Ogre::Real>

   2: {

public:

   4:     MonitorControlDest() : mControlValue(0), mControlFlow(0){}

   5:  

//设置控制值

void setControlValue(Ogre::Real controlValue)

   8:     {

   9:         mControlValue = controlValue;

  10:     }

  11:  

//得到控制值

  13:     Ogre::Real getControlValue()

  14:     {

return mControlValue;

  16:     }

  17:  

//设置动画控制器

void setControlFlow(ControlFlow *pFlow)

  20:     {

  21:         mControlFlow = pFlow;

  22:     }

  23:  

//得到动画控制器

  25:     ControlFlow* getControlFlow()

  26:     {

return mControlFlow;

  28:     }

protected:

//控制值

//流程动画控制器

  32: };

  33:  

//收平衡动画控制器

public MonitorControlDest

  36: {

public:

  38:     PushBalance(Ogre::SceneNode *node, Ogre::Real stopPos, Ogre::Real speed, ThinSeamSupport *support)

  39:         : mNode(node), mStopPos(stopPos), mSpeed(speed), mSupport(support)

  40:     {

  41:  

  42:     }

  43:  

//得到当前的值

const

  46:     {

if(mNode)

return mNode->getOrientation().getPitch().valueDegrees();

return 0;

  50:     }

  51:  

//设置当前值

void setValue(Ogre::Real value);

protected:

//被控制对象

//停止位置

//速度

//液压支架对象

  59: };

 

程序运行如下：