基于虛擬現(xiàn)實(shí)的軌道車模擬駕駛系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著鐵路行業(yè)的快速發(fā)展，各種新型列車被用于實(shí)際的交通運(yùn)輸中，這樣使得列車駕駛員的駕駛技能有了新的需求。傳統(tǒng)的實(shí)車列車駕駛員的培訓(xùn)方式由于訓(xùn)練費(fèi)用、訓(xùn)練周期以及安全性等原因已經(jīng)漸漸的被更加科學(xué)、先進(jìn)、高效的模擬駕駛培訓(xùn)系統(tǒng)所替代，模擬駕駛設(shè)備以其強(qiáng)大的功能被廣泛的應(yīng)用于鐵路、航天、航海等各個(gè)領(lǐng)域，基于虛擬現(xiàn)實(shí)的模擬駕駛系統(tǒng)通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建出接近真實(shí)的虛擬駕駛環(huán)境，這樣將訓(xùn)練過程中的真實(shí)的操作過程與創(chuàng)建的虛擬環(huán)境進(jìn)行交互，從而對(duì)司機(jī)駕駛

2、員進(jìn)行訓(xùn)練以及考核?；谔摂M現(xiàn)實(shí)的軌道車模擬駕駛系統(tǒng)是對(duì)軌道車司機(jī)駕駛員訓(xùn)練以及考核專門進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)的，主要面向鐵路局以及鐵路院校。
　　本論文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了軌道車模擬駕駛系統(tǒng)，并且將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用到模擬駕駛系統(tǒng)中，在進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程中研究了軌道車模擬駕駛系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)。論文首先在對(duì)模擬駕駛系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況以及研究動(dòng)態(tài)分析的基礎(chǔ)上，提出了軌道車模擬駕駛系統(tǒng)正的整體設(shè)計(jì)方案、硬件設(shè)計(jì)方案、軟件設(shè)計(jì)方案以及系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程，并且

3、分別從軟件方面和硬件方面詳細(xì)的介紹了模擬駕駛系統(tǒng)中個(gè)功能模塊的實(shí)現(xiàn)。在方案確立后分析了建立軌道車模擬駕駛系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的研究以及提出解決方法。同時(shí)詳細(xì)的研究了軌道車模擬駕駛系統(tǒng)中的視景仿真系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)。
　　本文設(shè)計(jì)的軌道車模擬駕駛系統(tǒng)模擬仿真了軌道車運(yùn)行控制算法、軌道車運(yùn)行視景以及DMI人機(jī)交互界面等。軌道車模擬駕駛系統(tǒng)主要是由司機(jī)操作模塊、計(jì)算機(jī)控制模塊、軌道車運(yùn)行控制模塊、教員模塊以及視景模

4、塊構(gòu)成。在設(shè)計(jì)軌道車模擬駕駛系統(tǒng)過程中，首先要建立模擬駕駛系統(tǒng)的數(shù)學(xué)仿真模型，它是整個(gè)軌道車模擬駕駛系統(tǒng)中關(guān)鍵的部分，通過搭建數(shù)學(xué)模型建立模擬駕駛系統(tǒng)的仿真運(yùn)行軟件，在軌道車模擬駕駛系統(tǒng)的仿真視景中采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來制作視景動(dòng)畫，使得視景更加逼真，司機(jī)操作臺(tái)則完全按照實(shí)際軌道車的駕駛臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在教員機(jī)中設(shè)立訓(xùn)練功能、考核功能以及評(píng)價(jià)打分功能，模擬駕駛系統(tǒng)中監(jiān)控設(shè)備在訓(xùn)練過程中的監(jiān)控功能以及控制邏輯都是按照實(shí)際軌道車運(yùn)行監(jiān)控設(shè)備功能來進(jìn)