基于轉(zhuǎn)K7型轉(zhuǎn)向架的三維交互仿真系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、目前，鐵路車輛科技正在向著高速重載的方向快速發(fā)展，各種新技術(shù)不斷推出，車輛的技術(shù)性能和檢修指標(biāo)不斷更新，相關(guān)資料和培訓(xùn)教材十分復(fù)雜繁多；而各路局現(xiàn)有的培訓(xùn)方式主要以二維圖紙或文字形式的檢修規(guī)程和手冊(cè)為主，這使得鐵路職工的教育培訓(xùn)工作十分困難，并嚴(yán)重阻礙了新技術(shù)的傳播和發(fā)展。正是出于這個(gè)目的，本文進(jìn)行基于車輛系統(tǒng)的三維交互仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)工作。 本文以貨車用轉(zhuǎn)向架的三維交互仿真系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)原型，結(jié)合三維動(dòng)畫技術(shù)、多媒體技術(shù)和

2、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等技術(shù)，構(gòu)建了一個(gè)基于桌面式計(jì)算機(jī)的三維交互仿真平臺(tái)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理以及相關(guān)技術(shù)參數(shù)等的模擬仿真。該系統(tǒng)以人機(jī)交互方式逼真地再現(xiàn)實(shí)際培訓(xùn)過(guò)程，可用于操作人員和檢修人員任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的培訓(xùn)工作，使其擺脫場(chǎng)地、空間、時(shí)間和環(huán)境等外部因素的制約，實(shí)現(xiàn)高效、自由、能動(dòng)的培訓(xùn)。 本文的研究工作主要是圍繞轉(zhuǎn)K7型轉(zhuǎn)向架的三維交互仿真系統(tǒng)進(jìn)行的，分析并解決人機(jī)交互界面、人機(jī)交互方式以及轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

3、、拆裝過(guò)程和工作原理等的仿真實(shí)現(xiàn)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和研究?jī)r(jià)值。 本文主要討論了三個(gè)問(wèn)題：三維模型簡(jiǎn)化、交互界面和交互技術(shù)實(shí)現(xiàn)以及碰撞檢測(cè)，分別進(jìn)行分析并給出解決方法。三維模型簡(jiǎn)化技術(shù)是當(dāng)前計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、可視化技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等面臨的重要問(wèn)題。交互界面和交互技術(shù)則是交互系統(tǒng)的核心內(nèi)容，本文進(jìn)行的主要是以鼠標(biāo)、鍵盤、耳麥和顯示器等普通桌面式計(jì)算機(jī)輸入輸出設(shè)備為交互設(shè)備的交互系統(tǒng)研究工作。碰撞檢測(cè)問(wèn)題是為了提高系統(tǒng)的真實(shí)感和交互性

4、而提出的。 本文工作中的創(chuàng)新之處體現(xiàn)在兩個(gè)方面： （1）在模型簡(jiǎn)化問(wèn)題上，采用簡(jiǎn)化和平滑處理相結(jié)合的辦法，在既達(dá)到最大程度精簡(jiǎn)的目標(biāo)下，又能兼顧模型的表面外觀，實(shí)現(xiàn)既簡(jiǎn)又美的模型優(yōu)化效果。 （2）以易用和準(zhǔn)確的原則，采用人性化的交互方式構(gòu)建了轉(zhuǎn)向架的三維交互仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。在交互界面中，設(shè)計(jì)了多層信息模塊，如菜單面板、小窗口快捷圖和實(shí)時(shí)模型名稱光標(biāo)跟蹤顯示等方法，輔助用戶進(jìn)行交互式培訓(xùn)過(guò)程。在交互方式上，充分利用鼠