煤礦副井提升機虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、煤礦副井提升系統(tǒng)是煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，是聯(lián)系地面和井下的“咽喉”部位，因此保證其正常運行就顯得尤其重要。但在日常作業(yè)中作業(yè)人員操作不熟練和維護失當(dāng)會導(dǎo)致提升機安全事故；同時近年來伴隨著高校的擴招和煤礦對安全生產(chǎn)的較高要求，礦業(yè)類院校的學(xué)生認(rèn)識實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)的場地已不能滿足要求。目前，由于傳統(tǒng)的課堂灌輸式教學(xué)和現(xiàn)場培訓(xùn)效果不好、安全性不高等局限性，無法滿足培訓(xùn)提升機作業(yè)人員和礦業(yè)類院校學(xué)生實習(xí)的需求。針對這一現(xiàn)狀，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)、人

2、機交互技術(shù)應(yīng)用到煤礦副井提升機虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的研究，設(shè)計了煤礦副井提升機虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。
　　本文根據(jù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)和提升機安全操作規(guī)程，綜合利用三維建模技術(shù)、渲染技術(shù)、碰撞檢測技術(shù)和嵌入式技術(shù)，開發(fā)出一套可運行在Windows平臺下的煤礦副井提升機虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。本文的研究內(nèi)容和成果可以歸納為以下三個部分。
　　1）根據(jù)煤礦現(xiàn)場實際情況，采用三維建模技術(shù)，建立井筒、巷道、罐籠、礦車和礦工等三維模型，并進行紋理、材質(zhì)、光照等三維渲染

3、，為虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)創(chuàng)造逼真的井上、井下環(huán)境。
　　2）按照煤礦安全規(guī)程的要求，運用非線性編輯技術(shù)、三維引擎技術(shù)和碰撞檢測技術(shù)對場景進行二次開發(fā)，實現(xiàn)人機交互、多視口顯示、聲音模擬、碰撞檢測響應(yīng)等功能，完成虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)虛擬場景的構(gòu)建。
　　3）依據(jù)提升機現(xiàn)場操作臺和信號臺實物，以及對實際提升機操作人員技能培訓(xùn)要求，采用嵌入式技術(shù)制作了包括操作臺和信號臺的硬件電路和實體，通過串口通信實現(xiàn)操作臺和信號臺對提升機虛擬場景的操控，給學(xué)員