【摘要】：針對(duì)現(xiàn)有變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)存在的故障仿真不足、缺乏現(xiàn)場(chǎng)感、考核方式簡(jiǎn)單以及系統(tǒng)功能不夠完善的問(wèn)題,以110 kV變電站為仿真對(duì)象,利用Unity3D完善的交互功能以及HTC vive強(qiáng)大的硬件支持,提出了基于虛擬現(xiàn)實(shí)的變電站仿真系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)方案。論文主要研究?jī)?nèi)容如下。(1)通過(guò)收集變電站視頻以及圖片素材,查閱參考文獻(xiàn),利用三維建模軟件建立變電站戶外主要一次設(shè)備模型以及故障模型,設(shè)備建模以多邊形建模為主,并以粒子系統(tǒng)呈現(xiàn)變電站設(shè)備故障的視覺(jué)特效,同時(shí)將設(shè)備信息、故障信息等存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。(2)根據(jù)系統(tǒng)仿真需要搭建沉浸式仿真平臺(tái),通過(guò)系統(tǒng)軟件與硬件設(shè)備的對(duì)接,編寫交互控制程序,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)沉浸式漫游、沉浸式設(shè)備交互以及沉浸式故障仿真功能。(3)為加深學(xué)員對(duì)專業(yè)知識(shí)的認(rèn)知,系統(tǒng)設(shè)計(jì)引入視頻教學(xué)模塊,可根據(jù)學(xué)員需要選擇性的播放變電站技術(shù)視頻或者三維動(dòng)畫視頻;為鞏固學(xué)員基礎(chǔ)知識(shí)體系,開發(fā)了系統(tǒng)考核模塊,以數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)為基準(zhǔn),調(diào)用試題信息,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)考核功能。該系統(tǒng)集三維可視化、故障仿真、沉浸式教學(xué)、視頻展示、考核評(píng)價(jià)于一體,系統(tǒng)功能齊全,可移植性、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性強(qiáng),打破變電站傳統(tǒng)的桌面式仿真模式,采取沉浸式技術(shù),為學(xué)員體驗(yàn)帶來(lái)真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)感、沉浸感,激發(fā)學(xué)員興趣;加入故障仿真,彌補(bǔ)以往仿真系統(tǒng)不足;引入考核系統(tǒng),完善系統(tǒng)考評(píng)機(jī)制,為學(xué)員學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)提供依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM63
【圖文】：

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡(jiǎn)介虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，即 VR）也叫虛擬靈境技術(shù)，是以集成式真為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真學(xué)、人機(jī)交互、人工智能、傳感器等多門學(xué)為底蘊(yùn)而演變的高新技術(shù)[5]。它將現(xiàn)實(shí)生活中或者人主觀意識(shí)里的事物和場(chǎng)景通三維模型的方式展示出來(lái)，用戶通過(guò)交互設(shè)備進(jìn)入計(jì)算機(jī)所構(gòu)建的場(chǎng)景，在場(chǎng)中與模型在視覺(jué)、觸覺(jué)、聽覺(jué)等方面進(jìn)行交互，讓人感覺(jué)置身實(shí)地，獲得真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)感、體驗(yàn)感。由此也誕生了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三大主要特性（即 3I 特性）Imagination（構(gòu)想性）、 Interaction（交互性）、 Immersion（沉浸性），其構(gòu)想性主要指通過(guò)人的思維映射世界上存在或者不存在的事物或場(chǎng)景，并通過(guò)算機(jī)仿真表現(xiàn)出來(lái)；交互性指人能與仿真場(chǎng)景中的事物互動(dòng)，通過(guò)手勢(shì)、姿勢(shì)方式展示事物預(yù)期的動(dòng)作效果；沉浸性指人能完全置身場(chǎng)景中，從視覺(jué)、聽覺(jué)觸覺(jué)等方面，獲得與實(shí)際生活相同的體驗(yàn)[6]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)原理以及 3I 特性分如下圖 1-1 和圖 1-2 所示。

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡(jiǎn)介虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，即 VR）也叫虛擬靈境技術(shù)，是以集成式真為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真學(xué)、人機(jī)交互、人工智能、傳感器等多門學(xué)為底蘊(yùn)而演變的高新技術(shù)[5]。它將現(xiàn)實(shí)生活中或者人主觀意識(shí)里的事物和場(chǎng)景通三維模型的方式展示出來(lái)，用戶通過(guò)交互設(shè)備進(jìn)入計(jì)算機(jī)所構(gòu)建的場(chǎng)景，在場(chǎng)中與模型在視覺(jué)、觸覺(jué)、聽覺(jué)等方面進(jìn)行交互，讓人感覺(jué)置身實(shí)地，獲得真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)感、體驗(yàn)感。由此也誕生了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三大主要特性（即 3I 特性）Imagination（構(gòu)想性）、 Interaction（交互性）、 Immersion（沉浸性），其構(gòu)想性主要指通過(guò)人的思維映射世界上存在或者不存在的事物或場(chǎng)景，并通過(guò)算機(jī)仿真表現(xiàn)出來(lái)；交互性指人能與仿真場(chǎng)景中的事物互動(dòng)，通過(guò)手勢(shì)、姿勢(shì)方式展示事物預(yù)期的動(dòng)作效果；沉浸性指人能完全置身場(chǎng)景中，從視覺(jué)、聽覺(jué)觸覺(jué)等方面，獲得與實(shí)際生活相同的體驗(yàn)[6]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)原理以及 3I 特性分如下圖 1-1 和圖 1-2 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2723571