基于轉K7型轉向架的三維交互仿真系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、目前，鐵路車輛科技正在向著高速重載的方向快速發(fā)展，各種新技術不斷推出，車輛的技術性能和檢修指標不斷更新，相關資料和培訓教材十分復雜繁多；而各路局現(xiàn)有的培訓方式主要以二維圖紙或文字形式的檢修規(guī)程和手冊為主，這使得鐵路職工的教育培訓工作十分困難，并嚴重阻礙了新技術的傳播和發(fā)展。正是出于這個目的，本文進行基于車輛系統(tǒng)的三維交互仿真培訓系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)工作。 本文以貨車用轉向架的三維交互仿真系統(tǒng)為實現(xiàn)原型，結合三維動畫技術、多媒體技術和

2、虛擬現(xiàn)實技術等技術，構建了一個基于桌面式計算機的三維交互仿真平臺，并實現(xiàn)對轉向架系統(tǒng)內(nèi)部結構、工作原理以及相關技術參數(shù)等的模擬仿真。該系統(tǒng)以人機交互方式逼真地再現(xiàn)實際培訓過程，可用于操作人員和檢修人員任何時間、任何地點的培訓工作，使其擺脫場地、空間、時間和環(huán)境等外部因素的制約，實現(xiàn)高效、自由、能動的培訓。 本文的研究工作主要是圍繞轉K7型轉向架的三維交互仿真系統(tǒng)進行的，分析并解決人機交互界面、人機交互方式以及轉向架系統(tǒng)的內(nèi)部結構

3、、拆裝過程和工作原理等的仿真實現(xiàn)，具有很強的實用性和研究價值。 本文主要討論了三個問題：三維模型簡化、交互界面和交互技術實現(xiàn)以及碰撞檢測，分別進行分析并給出解決方法。三維模型簡化技術是當前計算機仿真技術、可視化技術和虛擬現(xiàn)實技術等面臨的重要問題。交互界面和交互技術則是交互系統(tǒng)的核心內(nèi)容，本文進行的主要是以鼠標、鍵盤、耳麥和顯示器等普通桌面式計算機輸入輸出設備為交互設備的交互系統(tǒng)研究工作。碰撞檢測問題是為了提高系統(tǒng)的真實感和交互性

4、而提出的。 本文工作中的創(chuàng)新之處體現(xiàn)在兩個方面： （1）在模型簡化問題上，采用簡化和平滑處理相結合的辦法，在既達到最大程度精簡的目標下，又能兼顧模型的表面外觀，實現(xiàn)既簡又美的模型優(yōu)化效果。 （2）以易用和準確的原則，采用人性化的交互方式構建了轉向架的三維交互仿真培訓系統(tǒng)。在交互界面中，設計了多層信息模塊，如菜單面板、小窗口快捷圖和實時模型名稱光標跟蹤顯示等方法，輔助用戶進行交互式培訓過程。在交互方式上，充分利用鼠