基于Unity3D的ZDJ9型转辙机三维建模和仿真研究
发布时间：2023-01-08 14:32
转辙机用于改变列车运行方向、锁闭道岔和反映道岔状态,是道岔控制系统的执行机构,是实现轨道交通运输自动化的关键信号设备。ZDJ9型转辙机是当下应用最广泛的转辙机之一,对ZDJ9型转辙机及其控制系统进行实时监测及学习培训,是保证轨道交通安全高效运营的关键。虚拟现实技术是通过创建三维空间的虚拟世界,为用户提供视觉听觉等体验的计算机仿真技术,具有多感知性、交互性等优点,逐渐被应用于轨道交通行业。目前,信号设备全生命周期中出现工程设计二维图纸可读性低,二维监测界面不利于直观定位故障点,培训学习形式过于传统,培训效果不理想等问题。为解决上述问题,本文研究了ZDJ9型转辙机及其控制系统和虚拟现实技术,设计并实现了一个基于Unity3D的虚拟仿真技术。本文的工作成果主要有以下四方面:（1）研究了主流的三维建模工具及三维开发引擎。选择操作便捷、建模精度高、动画制作能力强的3ds Max作为建模软件;选择兼容性强、交互性强、跨平台、开发难度低的Unity3D作为仿真系统开发平台。（2）对仿真系统进行需求分析及总体设计。仿真系统性能需求应满足实时性强、响应速度快、兼容度高等特点;仿真系统应具备工程设计成果三...
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外现状
1.3 研究内容
第2章 ZDJ9 型转辙机及三维仿真工具
2.1 转辙机控制设备
2.1.1 转辙机相关室内设备
2.1.2 转辙机相关室外设备
2.2 转辙机分类
2.3 ZDJ9 型转辙机结构及工作原理
2.4 ZDJ9 型转辙机控制电路及配线
2.4.1 ZDJ9 型转辙机室内电路及配线
2.4.2 ZDJ9 型转辙机室外电路及配线
2.5 三维仿真工具介绍及选择
2.5.1 三维建模工具
2.5.2 三维系统开发工具
2.6 本章小结
第3章 虚拟仿真系统需求分析及功能设计
3.1 仿真系统需求分析
3.1.1 待解决的问题
3.1.2 系统功能需求
3.1.3 系统性能需求
3.1.4 系统目标
3.2 仿真系统设计
3.2.1 仿真系统开发流程设计
3.2.2 系统功能模块设计
3.2.3 系统数据结构设计
3.3 本章小结
第4章 ZDJ9 仿真系统建模
4.1 三维建模相关原则
4.1.1 三维建模原则
4.1.2 三维模型结构分解原则
4.2 仿真系统三维模型的创建
4.2.1 室内设备建模
4.2.2 室外设备建模
4.2.3 室内配线建模
4.2.4 室外配线建模
4.3 仿真系统三维模型优化
4.3.1 边折叠优化算法
4.3.2 LOD优化
4.3.3 纹理材质优化
4.4 ZDJ9 转岔动画创建
4.5 本章小结
第5章 ZDJ9 仿真系统实现
5.1 仿真系统关键技术研究
5.1.1 人机交互技术
5.1.2 模型描边技术
5.1.3 自动拆装技术
5.1.4 图文混排技术
5.2 仿真系统模块实现
5.2.1 场景自动生成模块实现
5.2.2 监测复示模块实现
5.2.3 概述模块实现
5.2.4 结构特征模块实现
5.2.5 动作原理模块实现
5.2.6 电路控制模块实现
5.2.7 转岔流程模块实现
5.2.8 自动拆装模块实现
5.2.9 维护维修模块实现
5.2.10 实训模块实现
5.3 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于VR的抽水蓄能电站厂房可视化交互仿真及应用[J]. 詹平,梅粮飞,詹天杨,叶锐. 武汉大学学报(工学版). 2019(05)
[2]保持细节特征的带纹理模型的高质量简化算法[J]. 李世俊,姜晓彤,唐慧. 计算机应用研究. 2020(01)
[3]铁路信号设备数据管理中BIM技术的应用[J]. 田耕. 交通世界. 2018(25)
[4]基于增强现实的铁路设备可视化研究与应用[J]. 王海涌,张津栋,王阳萍,王文润. 铁道科学与工程学报. 2018(08)
[5]虚实结合的机械安全防护培训系统研究[J]. 周成,孔超,居里锴,王燕. 中国安全科学学报. 2018(05)
[6]1997—2017年中国城市轨道交通发展统计分析[J]. 顾保南,杨照,徐雷,王有发. 城市轨道交通研究. 2018(05)
[7]基于Unity3d的铁路信号设备虚拟现实系统研究[J]. 王文润,王阳萍,雍玖. 铁道标准设计. 2016(08)
[8]基于装配特征偶的设计意图建模方法[J]. 徐志佳,王清辉,李静蓉. 机械工程学报. 2018(01)
[9]基于UG和Moldflow的塑料外壳注塑模具设计与数控加工[J]. 蔡厚道. 塑料. 2015(06)
[10]铁道信号仿真模拟演练培训系统[J]. 铁道通信信号. 2015(08)
硕士论文
[1]基于Unity3D的虚拟装配技术研究与实现[D]. 谢振清.哈尔滨工业大学 2018
[2]铁路事故救援模拟虚拟现实系统研究与设计[D]. 徐建喜.西南交通大学 2018
[3]基于虚拟现实的焊接仿真应用与研究[D]. 龚自成.电子科技大学 2018
[4]基于Unity3D的机械产品虚拟仿真及增强现实应用技术研究[D]. 马帅.河北科技大学 2017
[5]三维虚拟仿真技术在汽车维修教学中的应用[D]. 梁德福.深圳大学 2017
[6]道岔转辙机虚拟仿真及评估系统研究与开发[D]. 梅萌.广东工业大学 2017
[7]基于虚拟现实的轨道车模拟驾驶系统及其关键技术研究[D]. 张超.兰州交通大学 2017
[8]基于Unity的区间信号虚拟培训系统研究与实现[D]. 华吉宏.大连交通大学 2016
[9]牵引变电站3D培训仿真系统设计开发[D]. 耿肖.西南交通大学 2016
[10]CTCS-3级列控车载子系统在线培训平台的设计与实现[D]. 李骁宇.北京交通大学 2015
本文编号：3728648
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外现状
1.3 研究内容
第2章 ZDJ9 型转辙机及三维仿真工具
2.1 转辙机控制设备
2.1.1 转辙机相关室内设备
2.1.2 转辙机相关室外设备
2.2 转辙机分类
2.3 ZDJ9 型转辙机结构及工作原理
2.4 ZDJ9 型转辙机控制电路及配线
2.4.1 ZDJ9 型转辙机室内电路及配线
2.4.2 ZDJ9 型转辙机室外电路及配线
2.5 三维仿真工具介绍及选择
2.5.1 三维建模工具
2.5.2 三维系统开发工具
2.6 本章小结
第3章 虚拟仿真系统需求分析及功能设计
3.1 仿真系统需求分析
3.1.1 待解决的问题
3.1.2 系统功能需求
3.1.3 系统性能需求
3.1.4 系统目标
3.2 仿真系统设计
3.2.1 仿真系统开发流程设计
3.2.2 系统功能模块设计
3.2.3 系统数据结构设计
3.3 本章小结
第4章 ZDJ9 仿真系统建模
4.1 三维建模相关原则
4.1.1 三维建模原则
4.1.2 三维模型结构分解原则
4.2 仿真系统三维模型的创建
4.2.1 室内设备建模
4.2.2 室外设备建模
4.2.3 室内配线建模
4.2.4 室外配线建模
4.3 仿真系统三维模型优化
4.3.1 边折叠优化算法
4.3.2 LOD优化
4.3.3 纹理材质优化
4.4 ZDJ9 转岔动画创建
4.5 本章小结
第5章 ZDJ9 仿真系统实现
5.1 仿真系统关键技术研究
5.1.1 人机交互技术
5.1.2 模型描边技术
5.1.3 自动拆装技术
5.1.4 图文混排技术
5.2 仿真系统模块实现
5.2.1 场景自动生成模块实现
5.2.2 监测复示模块实现
5.2.3 概述模块实现
5.2.4 结构特征模块实现
5.2.5 动作原理模块实现
5.2.6 电路控制模块实现
5.2.7 转岔流程模块实现
5.2.8 自动拆装模块实现
5.2.9 维护维修模块实现
5.2.10 实训模块实现
5.3 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于VR的抽水蓄能电站厂房可视化交互仿真及应用[J]. 詹平,梅粮飞,詹天杨,叶锐. 武汉大学学报(工学版). 2019(05)
[2]保持细节特征的带纹理模型的高质量简化算法[J]. 李世俊,姜晓彤,唐慧. 计算机应用研究. 2020(01)
[3]铁路信号设备数据管理中BIM技术的应用[J]. 田耕. 交通世界. 2018(25)
[4]基于增强现实的铁路设备可视化研究与应用[J]. 王海涌,张津栋,王阳萍,王文润. 铁道科学与工程学报. 2018(08)
[5]虚实结合的机械安全防护培训系统研究[J]. 周成,孔超,居里锴,王燕. 中国安全科学学报. 2018(05)
[6]1997—2017年中国城市轨道交通发展统计分析[J]. 顾保南,杨照,徐雷,王有发. 城市轨道交通研究. 2018(05)
[7]基于Unity3d的铁路信号设备虚拟现实系统研究[J]. 王文润,王阳萍,雍玖. 铁道标准设计. 2016(08)
[8]基于装配特征偶的设计意图建模方法[J]. 徐志佳,王清辉,李静蓉. 机械工程学报. 2018(01)
[9]基于UG和Moldflow的塑料外壳注塑模具设计与数控加工[J]. 蔡厚道. 塑料. 2015(06)
[10]铁道信号仿真模拟演练培训系统[J]. 铁道通信信号. 2015(08)
硕士论文
[1]基于Unity3D的虚拟装配技术研究与实现[D]. 谢振清.哈尔滨工业大学 2018
[2]铁路事故救援模拟虚拟现实系统研究与设计[D]. 徐建喜.西南交通大学 2018
[3]基于虚拟现实的焊接仿真应用与研究[D]. 龚自成.电子科技大学 2018
[4]基于Unity3D的机械产品虚拟仿真及增强现实应用技术研究[D]. 马帅.河北科技大学 2017
[5]三维虚拟仿真技术在汽车维修教学中的应用[D]. 梁德福.深圳大学 2017
[6]道岔转辙机虚拟仿真及评估系统研究与开发[D]. 梅萌.广东工业大学 2017
[7]基于虚拟现实的轨道车模拟驾驶系统及其关键技术研究[D]. 张超.兰州交通大学 2017
[8]基于Unity的区间信号虚拟培训系统研究与实现[D]. 华吉宏.大连交通大学 2016
[9]牵引变电站3D培训仿真系统设计开发[D]. 耿肖.西南交通大学 2016
[10]CTCS-3级列控车载子系统在线培训平台的设计与实现[D]. 李骁宇.北京交通大学 2015
本文编号：3728648
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3728648.html
