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采煤工作面仿真系统研究

作　者: 禹亮
导　师: 杨卫平
学　校: 山东科技大学
专　业: 模式识别与智能控制
关键词: 虚拟现实采煤工作面三维建模漫游声音仿真
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 37次
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内容摘要

虚拟现实技术是多媒体技术、人工智能技术、计算机图形学、计算机仿真等多项高新技术的集合体,并伴随着各项技术的迅猛发展日渐引起各界的重视,成为计算机领域内一个新的研究方向。虚拟现实技术能够综合利用计算机软硬件及相关技术高度逼真地模拟人在自然环境中的视、听、触等感知行为,给用户以沉浸感较强的环境体验,从而获得沉浸其中的感受和体会。目前,其应用已涉及科研、培训、商业、军事、医学、娱乐等众多领域,将虚拟现实技术应用于煤矿领域尚处在探索阶段。本文采用先进建模工具Creator建模、高级视景仿真工具Vega驱动、VC++为平台对矿井环境、工作设备等进行仿真,设计实现了虚拟矿井仿真系统。具体所做工作如下:(1)利用MultiGen Creator进行静态建模,逼真地构建了采煤工作面各种实体模型;建立了煤层的块模型,并利用LOD技术进行了优化;对采煤工作面上主要生产设备进行动态建模,实现了生产工艺过程的动态演示;整合了动态实体模型和非动态实体模型,最终实现了逼真的采煤工作面虚拟场景。(2)VC环境下的Vega编程实现虚拟场景驱动引擎。建立了一整套可控漫游与自动漫游相结合的漫游系统,使得操控过程更加便捷;采用基于广义包围盒的碰撞检测算法,解决了Vega中碰撞检测方法占用资源大的问题,有效提高了漫游的速度。(3)建立了虚拟采煤工作面的声音仿真子系统,利用该子系统能够真实的模拟采煤工作面的声音环境,提高系统的沉浸性。本文在对涉及虚拟现实的几项关键技术分析与综合应用的基础上,合理利用高级建模工具Creator、视景仿真工具Vega等,逼真模拟了采煤工作面复杂的作业环境、真实再现了生产工艺流程,从而为指导现场生产、做好职工安全教育提供了一种崭新模式。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-12
1 绪论  12-18
  1.1 引言  12-13
  1.2 论文研究的意义  13-14
  1.3 国内外研究现状  14-16
  1.4 论文研究目标和内容  16
  1.5 本章小结  16-18
2 虚拟现实相关技术  18-25
  2.1 虚拟现实的概念  18-19
  2.2 虚拟现实的特征  19-20
  2.3 虚拟现实系统的分类  20-22
  2.4 虚拟现实系统的构成  22-23
  2.5 虚拟现实系统的关键技术  23-24
  2.6 本章小结  24-25
3 采煤工作面仿真系统设计思路  25-31
  3.1 系统功能设计及物理模型  25-26
  3.2 系统开发策略和原则  26-28
  3.3 系统开发环境的选择  28-30
  3.4 本章小结  30-31
4 采煤工作面虚拟场景建模  31-42
  4.1 虚拟场景建模概述  31-33
  4.2 采煤工作面非动态实体模型的构建  33-37
  4.3 采煤工作面动态实体模型的构建  37-40
  4.5 本章小结  40-42
5 采煤工作面漫游实现  42-53
  5.1 自动漫游的实现  42-43
  5.2 可控制的漫游方式的实现  43-46
  5.3 碰撞检测  46-52
  5.4 本章小结  52-53
6 虚拟采煤工作面声音效果实现  53-64
  6.1 声音仿真概述  53-54
  6.2 Vega声音仿真模块介绍  54-60
  6.3 采煤工作面声音仿真实现  60-62
  6.4 本章小结  62-64
7 总结与展望  64-67
  7.1 论文总结  64-65
  7.2 存在问题  65
  7.3 应用前景展望  65-67
致谢  67-68
参考文献  68-71
发表论文情况  71

采煤工作面仿真系统研究

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