基于混合现实的管网巡检系统的设计与实现
发布时间：2020-12-23 20:36
混合现实技术(MR)是一项包括计算机、三维仿真技术、电子信息技术等于一体的全新的实用技术。该技术将现实场景中的物体进行虚拟化后在虚拟场景中建模,使得虚拟世界信息、现实世界信息和用户之间能够搭建起一个信息回路,达到增强用户体验真实感的目的。正是因为混合现实技术结合了虚拟和现实,具备多感知性、实时交互性等特征使其被应用于医疗、教育、工业等生活的各个领域。在工业领域方面同样面临着诸多的问题,例如熟练工人日益短缺、人员变动率高和产品日益复杂。混合现实技术应用于工业领域能够极大的节省人力、物力和财力的消耗,提升因熟练工人短缺和产品日益复杂而造成的效率低下的问题。针对传统管网巡检系统中存在的管网数据时效性不足、管网间空间位置关系不直观、连贯性差等问题,本文采用混合现实、空间定位和三维建模等技术,针对管网巡检需要,动态构建管网并与实际地物进行融合,直观展现管网间的空间位置关系和管网的实时运行状态,设计并实现了基于混合现实的管网系统。针对管网模型定位问题,本文设计出了一种空间坐标转换方法来完成虚拟管网与真实管网的空间映射。针对管网模型的构建与优化问题,本文提出一种管网动态构建和优化方法实现管网动态加载...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所)辽宁省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
基于混合现实的管网巡检的设计与实现12的点，然后把该点处的所有数据信息保存在该应用的本地存储中并把这些数据信息和开发人员设定的关键词进行关联。这样无论混合现实应用挂起或者混合现实设备关闭，都可以在后续的使用中继续找到它们。可分享：两个混合现实设备可以共享锚点。一台HoloLens设备将一个空间锚点以及与其相关的环境识别信息和传感数据信息传输到另一台HoloLens设备，这样两台HoloLens设备就可以识别到同一个空间锚点位置，并可以同时使用该空间锚点渲染的同一虚拟物体模型，多个开发人员就会在不同的HoloLens设备中看到虚拟物体模型在真实世界的同一位置。2.3交互技术在混合现实场景搭建完成之后，使用者如何与场景中的事物进行交互是混合现实重点研究内容之一。微软赋予了HoloLens混合现实设备以gaze、手势和语音为主的交互技术，下面对三种交互方式进行详细的介绍。2.3.1gaze交互在HoloLens的视野中央会有一个小圆环形状的光标，如图2.1所示。其功能是选中将要进行交互的虚拟物体，一般情况下与手势交互和语音交互结合使用，作为手势交互和语音交互的定位机制。图2.1gaze交互视野Figure2.1gazeinteractionview2.3.2手势交互
系统相关理论基础13手势交互是HoloLens最主要的交互方式之一，HoloLens设备中具有两大核心手势，一个是空中点击（Airtap）手势，另一个是Home手势。这两个核心手势是HoloLens设备中最为基础的空间输入单位，开发人员可以在这个基础之上创建更加多样的操作。空中点击手势是一种需要将食指伸直然后进行点击的手势，如图2.2和图2.3所示，与鼠标的左键点击选中比较类似。这个手势在许多HoloLens的应用程序中等同于鼠标的左键点击功能，HoloLens使用者通过gaze交互方式将光标放置在将要进行操作的目标后，通过空中点击手势进行点击，便可以完成相应的功能操作。这种手势是最为常见的手势交互方式。Home手势有一个很形象的描述叫做Bloom，即先用并拢五指然后张开手掌，整个过程想鲜花绽放，其功能只是返回主页面。图2.2手指放在预备位置Figure2.2fingerinthereadyposition图2.3按下手指点击Figure2.3pressfingerdowntotaporclick
【参考文献】：
期刊论文
[1]供水管网巡检系统时空数据模型的研究与应用[J]. 班福忱,郭芷彤,张晶. 中国给水排水. 2019(23)
[2]混合现实技术及其教育应用现状与展望[J]. 孔玺,孟祥增,徐振国,刘涛,陈长胜. 现代远距离教育. 2019(03)
[3]城市排水管网GIS系统的建模研究与应用[J]. 翟林鹏,李彬. 江苏水利. 2019(02)
[4]分析虚拟现实影响下地下电力管线的可视化规划[J]. 覃兵. 自动化应用. 2017(12)
[5]对城市地下电力管线规划和WebGIS系统开发的分析[J]. 熊然,李劲松,伍清清. 贵州电力技术. 2017(03)
[6]面向集成管理的供水管网时空数据模型[J]. 张忠贵,吴信才,王玉岚. 中国给水排水. 2016(15)
[7]基于三维GIS的地下电力管线管理系统的设计与实现[J]. 吕磊,单宝麟,闫松. 测绘与空间地理信息. 2016(03)
[8]虚拟现实技术在工业设计中的应用现状与发展趋势[J]. 杨茜. 中国高新技术企业. 2015(16)
[9]基于ArcGIS Engine的GPS坐标转换[J]. 邹博,傅民仓,王伟. 电子科技. 2012(11)
硕士论文
[1]基于Android的移动GIS地下管线运维信息发布平台研究[D]. 段汝东.昆明理工大学 2018
[2]基于GIS的地下供水管网运维管理系统开发[D]. 赵凯慧.辽宁工程技术大学 2017
[3]沈阳浑南区供水管网地理信息系统设计与实现[D]. 张秉武.吉林大学 2016
[4]基于ArcGIS Server的石油管道巡检管理系统设计与实现[D]. 彭辉.湘潭大学 2016
[5]水下气田海底管道泄漏可视化仿真[D]. 孙慧子.中国石油大学(华东) 2016
[6]艺术创意在混合现实广告设计中的运用研究[D]. 廖唯.武汉理工大学 2015
[7]海底管道监测三维动态显示技术研究[D]. 支雄飞.安徽大学 2015
[8]基于移动GIS技术的管道智能巡检系统开发与研究[D]. 周峤.东北石油大学 2013
[9]虚拟现实技术在商场服装展销中的探讨与研究[D]. 杨月.沈阳建筑大学 2013
[10]基于虚拟现实仿真技术的全站仪模拟操作系统的研制[D]. 骆旭佳.合肥工业大学 2010
本文编号：2934321
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所)辽宁省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
基于混合现实的管网巡检的设计与实现12的点，然后把该点处的所有数据信息保存在该应用的本地存储中并把这些数据信息和开发人员设定的关键词进行关联。这样无论混合现实应用挂起或者混合现实设备关闭，都可以在后续的使用中继续找到它们。可分享：两个混合现实设备可以共享锚点。一台HoloLens设备将一个空间锚点以及与其相关的环境识别信息和传感数据信息传输到另一台HoloLens设备，这样两台HoloLens设备就可以识别到同一个空间锚点位置，并可以同时使用该空间锚点渲染的同一虚拟物体模型，多个开发人员就会在不同的HoloLens设备中看到虚拟物体模型在真实世界的同一位置。2.3交互技术在混合现实场景搭建完成之后，使用者如何与场景中的事物进行交互是混合现实重点研究内容之一。微软赋予了HoloLens混合现实设备以gaze、手势和语音为主的交互技术，下面对三种交互方式进行详细的介绍。2.3.1gaze交互在HoloLens的视野中央会有一个小圆环形状的光标，如图2.1所示。其功能是选中将要进行交互的虚拟物体，一般情况下与手势交互和语音交互结合使用，作为手势交互和语音交互的定位机制。图2.1gaze交互视野Figure2.1gazeinteractionview2.3.2手势交互
系统相关理论基础13手势交互是HoloLens最主要的交互方式之一，HoloLens设备中具有两大核心手势，一个是空中点击（Airtap）手势，另一个是Home手势。这两个核心手势是HoloLens设备中最为基础的空间输入单位，开发人员可以在这个基础之上创建更加多样的操作。空中点击手势是一种需要将食指伸直然后进行点击的手势，如图2.2和图2.3所示，与鼠标的左键点击选中比较类似。这个手势在许多HoloLens的应用程序中等同于鼠标的左键点击功能，HoloLens使用者通过gaze交互方式将光标放置在将要进行操作的目标后，通过空中点击手势进行点击，便可以完成相应的功能操作。这种手势是最为常见的手势交互方式。Home手势有一个很形象的描述叫做Bloom，即先用并拢五指然后张开手掌，整个过程想鲜花绽放，其功能只是返回主页面。图2.2手指放在预备位置Figure2.2fingerinthereadyposition图2.3按下手指点击Figure2.3pressfingerdowntotaporclick
【参考文献】：
期刊论文
[1]供水管网巡检系统时空数据模型的研究与应用[J]. 班福忱,郭芷彤,张晶. 中国给水排水. 2019(23)
[2]混合现实技术及其教育应用现状与展望[J]. 孔玺,孟祥增,徐振国,刘涛,陈长胜. 现代远距离教育. 2019(03)
[3]城市排水管网GIS系统的建模研究与应用[J]. 翟林鹏,李彬. 江苏水利. 2019(02)
[4]分析虚拟现实影响下地下电力管线的可视化规划[J]. 覃兵. 自动化应用. 2017(12)
[5]对城市地下电力管线规划和WebGIS系统开发的分析[J]. 熊然,李劲松,伍清清. 贵州电力技术. 2017(03)
[6]面向集成管理的供水管网时空数据模型[J]. 张忠贵,吴信才,王玉岚. 中国给水排水. 2016(15)
[7]基于三维GIS的地下电力管线管理系统的设计与实现[J]. 吕磊,单宝麟,闫松. 测绘与空间地理信息. 2016(03)
[8]虚拟现实技术在工业设计中的应用现状与发展趋势[J]. 杨茜. 中国高新技术企业. 2015(16)
[9]基于ArcGIS Engine的GPS坐标转换[J]. 邹博,傅民仓,王伟. 电子科技. 2012(11)
硕士论文
[1]基于Android的移动GIS地下管线运维信息发布平台研究[D]. 段汝东.昆明理工大学 2018
[2]基于GIS的地下供水管网运维管理系统开发[D]. 赵凯慧.辽宁工程技术大学 2017
[3]沈阳浑南区供水管网地理信息系统设计与实现[D]. 张秉武.吉林大学 2016
[4]基于ArcGIS Server的石油管道巡检管理系统设计与实现[D]. 彭辉.湘潭大学 2016
[5]水下气田海底管道泄漏可视化仿真[D]. 孙慧子.中国石油大学(华东) 2016
[6]艺术创意在混合现实广告设计中的运用研究[D]. 廖唯.武汉理工大学 2015
[7]海底管道监测三维动态显示技术研究[D]. 支雄飞.安徽大学 2015
[8]基于移动GIS技术的管道智能巡检系统开发与研究[D]. 周峤.东北石油大学 2013
[9]虚拟现实技术在商场服装展销中的探讨与研究[D]. 杨月.沈阳建筑大学 2013
[10]基于虚拟现实仿真技术的全站仪模拟操作系统的研制[D]. 骆旭佳.合肥工业大学 2010
本文编号：2934321
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