多人协作的小修作业虚拟仿真培训系统研究
本文关键词:多人协作的小修作业虚拟仿真培训系统研究 出处:《东北石油大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:基于虚拟现实技术开发的三维虚拟仿真培训系统,因其沉浸、交互式的学习方式而广泛应用于各行业技术培训中,也逐渐延伸至油田领域。现今,这种虚拟培训系统多数只能实现独立岗位的交互操作学习,在多人协作功能上还有一定欠缺。特别是应用于油田小修作业的这类对协作程度要求较高的培训系统,其多岗位人员间的实时交互技术有待突破。本文介绍了多人协作的小修作业虚拟仿真培训系统的研究背景、意义及相关技术的研究现状,阐述了虚拟现实技术、分布式虚拟现实技术相关概念。基于这些理论基础,探讨了适合多人协作系统应用的网络体系结构与开发模式,设计了多人协作的小修作业虚拟仿真培训系统的开发框架和功能结构。基于油田小修作业专业知识的获取,对其岗位任务知识进行了划分,提出了培训过程的两种知识考察方法。基于CSCW理论研究了多人协作感知模型,提出了虚拟环境、操作行为、工作过程、交互参与四类感知信息的分类与实现方法。基于物理运动学定位算法及路径平滑处理技术的研究,实现了分布式虚拟环境下虚拟对象的航位预测方法,保证了系统的仿真效果及虚拟对象状态的一致性。完成了多人协作的小修作业虚拟仿真培训系统的实际开发,以油田小修作业标准操作规程为培训内容要点,基于Virtools软件集成了三维虚拟井场环境,并实现了虚拟环境下的虚拟角色与虚拟工具、设备的交互功能。基于VBS服务模式,实现了混合式网络架构下客户端与服务器间的消息通讯,通过分布式对象的管理及本地对象的运动控制,实现用户角色“化身”的位置、方向、行为动作、聊天文字等信息的共享,达到了多人同时参与协作并进行修井训练的目的。本系统的新型开发模式很好的弥补了虚拟培训系统在多人协作方面的缺陷,有效的提高了培训效果,也为虚拟培训的未来发展方向开拓了新的思路。
[Abstract]:The 3D virtual simulation training system based on virtual reality technology, because of its immersive, interactive learning mode and is widely used in various industries and technical training, and gradually extended to the oil fields. Nowadays, this kind of virtual training system can only realize the independent position of most interactive learning, in collaboration with many people there is a certain lack of function. It is used in oil field workover the higher requirements for the degree of collaboration training system, real-time interactive technology between the staff to be a breakthrough. This paper introduces the research background of virtual maintenance job people really collaborative training system, research status and significance of related technology, virtual reality technology and related concepts distributed virtual reality technology. Based on these theories, discusses the structure and development of the network application system model for multi person cooperative system, the design of many people The development framework and function structure of the virtual simulation training system maintenance job collaboration. Access to oil workover professional knowledge based on the knowledge of job tasks are divided, put forward two kinds of knowledge in the training process. The method of collaborative sensing model based on CSCW theory, put forward a virtual environment, operation behavior the working process and implementation method of interactive participation in the four class classification of perceptual information. To study the physical kinematic positioning algorithm and path smoothing technique based on the implementation of the virtual objects in distributed virtual environment system prediction method, ensure the consistency of the simulation system and virtual object state. The actual development of virtual simulation training system for minor repairs many people working in collaboration with the standard operation procedures for oil field maintenance training points, based on the Virtools software integrated 3D virtual site The environment, and to achieve a virtual role in virtual environment and virtual tools, interactive function equipment. The VBS based service model, realize the message communication between the client and the server hybrid network architecture, management and control by the local object distributed object movement, to achieve the user role "Avatar" position, direction, behavior action, sharing chat text and other information, to the people at the same time participating in the cooperation and workover training. A new development model of this system is very good to make up for the defects in the multiplayer collaborative virtual training system, improve training effect, but also opened up new ideas for the future development direction of virtual training.
【学位授予单位】:东北石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TE358.4;TP391.9
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本文编号:1408432
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