[發(fā)明專利]一種碼頭設備的三維顯示監(jiān)控系統(tǒng)及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810039463.3
• 申請日: 2008-06-24
• 公開（公告）號: CN101312525A
• 公開（公告）日: 2008-11-26
• 發(fā)明（設計）人: 吳翔
• 申請（專利權）人: 上海振華港口機械（集團）股份有限公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N13/04;G06T15/00
• 代理公司: 上海明成云知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 周成;陳紫云

技術領域

本發(fā)明涉及自動化碼頭領域，更具體地說，涉及一種碼頭設備的三維顯示監(jiān)控系統(tǒng)及方法。

背景技術

自動化碼頭的設備要進行各種動作已完成碼頭集裝箱的吊裝等工作，為了掌握設備的工作狀況，就需要對設備進行監(jiān)控。

目前的監(jiān)控工作主要是用攝像頭來監(jiān)控，將多個攝像頭安裝在各個不同的位置以實現(xiàn)監(jiān)控工作，但這樣的監(jiān)控方式的缺點是成本高，另外由于攝像頭屬于易損壞的部件，所以導致這種監(jiān)控方式的故障率比較高。

所以需要提供一種新的監(jiān)控方式，這種監(jiān)控方式應該和攝像頭一樣實現(xiàn)立體和實時的監(jiān)控，并且成本和故障率較低。

OpenGL是一個3D?API(應用程序接口)，它是開放的圖形程序接口，英文全稱是“Open?Graphics?Library”，OpenGL是跨平臺的國際計算機工業(yè)標準應用程序接口。利用OpenGL開發(fā)出來的三維應用軟件主要應用于建筑、產(chǎn)品設計、醫(yī)學、地球科學、流體力學、CAD設計、仿真模擬、三維游戲等領域，OpenGL已成為目前的三維圖形開發(fā)標準，是從事三維圖形開發(fā)工作的技術人員所必須掌握的開發(fā)工具。基于OpenGL的圖形學技術可以實現(xiàn)上述的立體和實時的監(jiān)控，并且成本和故障率較低。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在提供一種碼頭設備的三維顯示監(jiān)控系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)和方法通過三維建模和三維顯示技術實現(xiàn)碼頭設備的實時監(jiān)控。

一方面，本發(fā)明提供一種碼頭設備的三維顯示監(jiān)控方法，包括以下步驟：

a.建立碼頭設備的3DMAX設備模型文件，將該3DMAX設備模型文件轉換為3DS格式設備模型文件；

b.讀取3DS格式設備模型文件的數(shù)據(jù)信息并將其轉化為OpenGL頂點數(shù)組；

c.根據(jù)OpenGL頂點數(shù)組創(chuàng)建設備模型的OpenGL顯示列表；

d.創(chuàng)建設備模型的變換矩陣，根據(jù)OpenGL矩陣變換函數(shù)進行設備模型的矩陣變換，驅動設備模型做出相應動作。

所述步驟a中的3DMAX設備模型文件為碼頭設備的實時數(shù)據(jù)文件。

所述步驟d中的設備模型的變換矩陣包括設備中能實現(xiàn)不同動作的部件的變換矩陣。

所述步驟b包括建立數(shù)學模型，所述數(shù)學模型讀取3DS格式設備模型文件的數(shù)據(jù)信息并將其轉化為OpenGL頂點數(shù)組。

所述步驟a中的文件轉換通過三維制圖軟件實現(xiàn)。

所述步驟c中OpenGL顯示列表適以通過調用OpenGL圖形顯示函數(shù)進行顯示。

所述步驟b中讀取的3DS格式設備模型文件的數(shù)據(jù)信息包括頂點坐標、紋理坐標、法向量坐標、光照以及材質模型數(shù)據(jù)信息。

另一方面，本發(fā)明提供一種碼頭設備的三維顯示監(jiān)控系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)庫，用以存儲相關數(shù)據(jù)文件；

轉換單元，分別與所述數(shù)據(jù)庫以及碼頭的設備連接，生成碼頭設備的實時3DMAX設備模型文件并將其轉換為3DS格式設備模型文件存儲于所述數(shù)據(jù)庫；

顯示監(jiān)控單元，與所述數(shù)據(jù)庫連接，讀取3DS格式設備模型文件的數(shù)據(jù)信息并將其轉化為OpenGL頂點數(shù)組，創(chuàng)建設備模型的OpenGL顯示列表，以及創(chuàng)建設備模型的變換矩陣，根據(jù)OpenGL矩陣變換函數(shù)實現(xiàn)設備模型的矩陣變換，驅動設備模型做出相應動作。

所述顯示監(jiān)控單元中的設備模型的變換矩陣包括設備中能實現(xiàn)不同動作的部件的變換矩陣。

所述轉換單元中通過三維制圖軟件將3DMAX設備模型文件轉換為3DS格式設備模型文件。

所述3DS格式設備模型文件的數(shù)據(jù)信息包括頂點坐標、紋理坐標、法向量坐標、光照以及材質模型數(shù)據(jù)信息。

采用本發(fā)明所述的一種碼頭設備的三維顯示監(jiān)控系統(tǒng)及方法，由于采用了三維建模以及引入了OpenGL顯示技術，使碼頭的設備的工作狀況通過三維模型顯示，有效的提高了顯示效果和顯示進度，也便于對整個碼頭堆場或作業(yè)區(qū)域全景及各設備進行實時監(jiān)控顯示；本發(fā)明只需要和設備進行相關的連接就可以實現(xiàn)顯示監(jiān)控了，這樣一來就縮短了安裝的周期，降低了安裝的成本，增加了實時監(jiān)控的靈活性，可以作為視頻監(jiān)控的輔助手段，也可以獨立進行監(jiān)控，現(xiàn)場操作人員只需一臺顯示器、一個鼠標、一根網(wǎng)線即可達到對碼頭堆場內所有設備作業(yè)情況的實時顯示監(jiān)控，大大增加了操作的簡單性和靈活性。

附圖說明

圖1示出了本發(fā)明所述三維顯示監(jiān)控方法的原理流程示意圖；

圖2示出了本發(fā)明所述三維顯示監(jiān)控系統(tǒng)的原理圖。

具體實施方式

在說明實施方式之前，先介紹一下圖形學中的幾個概念：

1、OpenGL(開放的圖形程序接口)；