列车虚拟现实系统关键技术研究

发布时间：2023-04-21 00:58

　　随着中国经济的发展和城市化的深入,城际高速铁路及城市轨道交通在人们的生活中扮演了越来越重要的角色。随着轨道交通事业的大发展,对轨道交通行业的从业人员的要求也越来越高,如何提升培训质量及效率,为轨道交通运营企业提供大量高质量的人才已经成为了一个亟待解决的问题。搭建列车虚拟现实系统并将其应用到人员培训中能解决既有培训手段交互性差、真实感低、效率低、难以满足实际需要的问题。因此对构建列车虚拟现实系统的关键技术进行研究具备较强的理论及实际意义。本文以列车虚拟现实系统的设计作为研究对象,对搭建虚拟现实系统至关重要的模型优化技术及空间跟踪技术进行了研究,并提出了列车虚拟现实系统的设计方案,文章主要的工作内容如下:(1)在模型优化技术方面,为解决传统的三角形网格简化算法可能会导致列车等结构复杂的模型出现破损的问题,提出了一种改进的方法。该方法在传统的边折叠算法中加入了修补程序,先对模型中存在的点冗余、边冗余等问题进行修复,而后再采用多轮简化的方式对模型进行简化。文中分别用列车车头、转向架及车门系统的模型对方法的有效性进行了测试。测试结果表明,该方法针对所有的模型都能取得50%以上的优化率。同时很好的...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 虚拟现实技术概述
        1.2.1 虚拟现实的概念
        1.2.2 虚拟现实的发展及现状
    1.3 虚拟现实技术在轨道交通中的应用
        1.3.1 虚拟现实系统在驾驶培训中的应用
        1.3.2 虚拟现实系统在检修培训中的应用
        1.3.3 虚拟现实系统在信号系统培训中的应用
        1.3.4 虚拟现实系统在线路施工中的应用
        1.3.5 在培训中引入虚拟现实技术的优点
    1.4 本文主要工作
第2章 虚拟现实系统关键技术
    2.1 三维模型建模技术
        2.1.1 三维几何模型的表示方法
        2.1.2 建模技术分类
    2.2 模型优化
        2.2.1 LOD模型
        2.2.2 三角网格模型简化的几种常见方法
    2.3 空间跟踪技术
    2.4 研究的必要性
        2.4.1 研究列车模型优化技术的必要性
        2.4.2 研究空间跟踪技术的必要性
    2.5 本章小结
第3章 基于三角形网格简化算法的模型优化技术
    3.1 三角网格模型的数据结构
    3.2 QEM算法基本原理
        3.2.1 边折叠算法的基本原理
        3.2.2 二次度量误差
    3.3 网格模型的修复
        3.3.1 网格模型的读取
        3.3.2 三角网格模型修复
    3.4 三角网格模型简化
    3.5 优化结果
        3.5.1 列车转向架优化结果
        3.5.2 列车车门优化结果
        3.5.3 列车车头优化结果
    3.6 本章小结
第4章 电磁跟踪技术
    4.1 电磁跟踪技术基本原理
        4.1.1 电磁跟踪技术理论基础
        4.1.2 电磁跟踪的空间关系
    4.2 目标距离算法
    4.3 目标姿态算法
    4.4 仿真结果
    4.5 本章小结
第5章 列车虚拟现实系统研究与设计
    5.1 列车虚拟现实系统的设计原则
    5.2 系统功能设计
        5.2.1 系统总体框架
        5.2.2 系统各个功能模块设计
    5.3 系统的整体架构
        5.3.1 系统逻辑架构
        5.3.2 系统物理结构
    5.4 本章小节
结论
参考文献
致谢
硕士期间论文成果



本文编号：3795511