基于虚拟现实的变电站仿真系统研究与设计

发布时间：2020-06-21 05:12

【摘要】：针对现有变电站仿真培训系统存在的故障仿真不足、缺乏现场感、考核方式简单以及系统功能不够完善的问题,以110 kV变电站为仿真对象,利用Unity3D完善的交互功能以及HTC vive强大的硬件支持,提出了基于虚拟现实的变电站仿真系统研究与设计方案。论文主要研究内容如下。(1)通过收集变电站视频以及图片素材,查阅参考文献,利用三维建模软件建立变电站户外主要一次设备模型以及故障模型,设备建模以多边形建模为主,并以粒子系统呈现变电站设备故障的视觉特效,同时将设备信息、故障信息等存入数据库中。(2)根据系统仿真需要搭建沉浸式仿真平台,通过系统软件与硬件设备的对接,编写交互控制程序,实现系统沉浸式漫游、沉浸式设备交互以及沉浸式故障仿真功能。(3)为加深学员对专业知识的认知,系统设计引入视频教学模块,可根据学员需要选择性的播放变电站技术视频或者三维动画视频;为巩固学员基础知识体系,开发了系统考核模块,以数据库技术为基准,调用试题信息,实现系统考核功能。该系统集三维可视化、故障仿真、沉浸式教学、视频展示、考核评价于一体,系统功能齐全,可移植性、可扩展性、可维护性强,打破变电站传统的桌面式仿真模式,采取沉浸式技术,为学员体验带来真实的现场感、沉浸感,激发学员兴趣;加入故障仿真,弥补以往仿真系统不足;引入考核系统,完善系统考评机制,为学员学习效果检验提供依据。
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM63
【图文】：

1.2 虚拟现实技术简介虚拟现实技术（Virtual Reality，即 VR）也叫虚拟灵境技术，是以集成式真为基础，以计算机图形学、仿真学、人机交互、人工智能、传感器等多门学为底蕴而演变的高新技术[5]。它将现实生活中或者人主观意识里的事物和场景通三维模型的方式展示出来，用户通过交互设备进入计算机所构建的场景，在场中与模型在视觉、触觉、听觉等方面进行交互，让人感觉置身实地，获得真实现场感、体验感。由此也诞生了虚拟现实技术的三大主要特性（即 3I 特性）Imagination（构想性）、 Interaction（交互性）、 Immersion（沉浸性），其构想性主要指通过人的思维映射世界上存在或者不存在的事物或场景，并通过算机仿真表现出来；交互性指人能与仿真场景中的事物互动，通过手势、姿势方式展示事物预期的动作效果；沉浸性指人能完全置身场景中，从视觉、听觉触觉等方面，获得与实际生活相同的体验[6]。虚拟现实技术原理以及 3I 特性分如下图 1-1 和图 1-2 所示。

1.2 虚拟现实技术简介虚拟现实技术（Virtual Reality，即 VR）也叫虚拟灵境技术，是以集成式真为基础，以计算机图形学、仿真学、人机交互、人工智能、传感器等多门学为底蕴而演变的高新技术[5]。它将现实生活中或者人主观意识里的事物和场景通三维模型的方式展示出来，用户通过交互设备进入计算机所构建的场景，在场中与模型在视觉、触觉、听觉等方面进行交互，让人感觉置身实地，获得真实现场感、体验感。由此也诞生了虚拟现实技术的三大主要特性（即 3I 特性）Imagination（构想性）、 Interaction（交互性）、 Immersion（沉浸性），其构想性主要指通过人的思维映射世界上存在或者不存在的事物或场景，并通过算机仿真表现出来；交互性指人能与仿真场景中的事物互动，通过手势、姿势方式展示事物预期的动作效果；沉浸性指人能完全置身场景中，从视觉、听觉触觉等方面，获得与实际生活相同的体验[6]。虚拟现实技术原理以及 3I 特性分如下图 1-1 和图 1-2 所示。

【参考文献】

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本文编号：2723571