基于Vega與VC++的全斷面掘進(jìn)機(jī)視景仿真研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實技術(shù)(簡稱VR)是將真實中的環(huán)境在計算機(jī)中的實現(xiàn)，模擬出具有沉浸感和真實感的三維場景。通過輸入輸出設(shè)備，在各種感官上對虛擬環(huán)境的真實體驗。虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有很強的人機(jī)交互能力以及對三維環(huán)境的逼真顯示，人機(jī)界面的開發(fā)和應(yīng)用，從而改變了人和計算機(jī)的被動、生硬的局面。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在軍事演習(xí)規(guī)劃、三維游戲、城市建筑漫游和規(guī)劃等等很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著計算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，從PC機(jī)、工作站到大型并行處理機(jī)都為VR提供了強大的引擎支

2、持，使得VR系統(tǒng)中最重要的圖形、圖像處理功能得到了極大的提高，也為虛擬現(xiàn)實技術(shù)提供了更加廣闊的研究和應(yīng)用空間。視景仿真是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)，可視化仿真著重的是實時的交互性，通過在仿真的虛擬環(huán)境系統(tǒng)中進(jìn)行模擬操作來近似達(dá)到進(jìn)行真正實際訓(xùn)練的效果。
　　全斷面掘進(jìn)機(jī)用于地下通道工程的挖掘，是集機(jī)、電、液、控制等一體的高科技大型工程裝備。由于全斷面掘進(jìn)機(jī)施工具有機(jī)械化程度高、施工速度快、質(zhì)量有保障、安全性高、適用性廣、對地面建筑影響少、

3、有利于環(huán)保等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于地鐵、公路、鐵路、輸氣、輸水、市政、水電隧道等大型工程。隨著我國城市工程的相繼建設(shè)，全國二十多個城市都規(guī)劃了地鐵項目，使得全斷面掘進(jìn)機(jī)的我國的應(yīng)用更加的廣泛。但是由于其特殊的施工環(huán)境，不能讓我們在現(xiàn)場觀察具體的施工和工作情況。因此，我們通過創(chuàng)建模型加上渲染構(gòu)建出接近真實環(huán)境的虛擬場景，通過程序的控制加上立體顯示的硬件支持，開發(fā)出一種具有很好沉浸感和真實感的視景仿真系統(tǒng)，以用于進(jìn)行虛擬施工過程展示、虛擬培訓(xùn)

4、等。
　　本文研究的主要內(nèi)容是全斷面掘進(jìn)機(jī)的實時視景仿真。課題以EPBΦ6.28m土壓平衡式全斷面掘進(jìn)機(jī)為研究對象，在Pro/E中將三維模型按運動關(guān)系的要求以樹形父子關(guān)系虛擬裝配，而后通過轉(zhuǎn)換得到了Creator能打開的文件格式;采用多邊形建模，矢量建模等技術(shù)，創(chuàng)建了三維模型，應(yīng)用文理映射技術(shù)獲得了較真實的模型對象;并對復(fù)雜運動的DOF運動節(jié)點的設(shè)置作了較深入的研究;建立基于Openflight數(shù)據(jù)格式的全斷面掘進(jìn)機(jī)幾何模型庫和虛