列車司機(jī)室視景仿真系統(tǒng)地研究和實(shí)現(xiàn)

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1、西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1頁(yè)摘要近年來(lái)，我國(guó)軌道交通事業(yè)飛速發(fā)展，高速鐵路更是進(jìn)入了跨越式發(fā)展階段。隨著高速鐵路建設(shè)的不斷加快，對(duì)其理論研究、工程設(shè)計(jì)及運(yùn)營(yíng)管理也有了更高的要求。利用虛擬現(xiàn)實(shí)，科學(xué)計(jì)算可視化等技術(shù)構(gòu)建高速鐵路多專業(yè)的模擬環(huán)境，在構(gòu)建的列車虛擬運(yùn)行環(huán)境中開展各種機(jī)車車輛在不同工況和不同運(yùn)控條件下的運(yùn)行仿真，可以檢驗(yàn)新設(shè)計(jì)的機(jī)車車輛和線路、信號(hào)和控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和適應(yīng)性，并開展相應(yīng)的基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)，對(duì)發(fā)展高鐵技術(shù)具有重要意義。本文以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)，以某型高速動(dòng)車組為仿真對(duì)象，開發(fā)了一個(gè)列車駕駛員視景的可視化展示子系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了在一個(gè)虛擬的列車駕駛艙場(chǎng)景內(nèi)，從場(chǎng)景漫

2、游、操作模擬到運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)顯示的仿真系統(tǒng)。論文分析了該型列車駕駛艙的主要仿真要素，分別對(duì)場(chǎng)景仿真與多功能顯示的人機(jī)交互系統(tǒng)仿真進(jìn)行了研究，解決了實(shí)現(xiàn)列車駕駛艙全范圍虛擬仿真的部分關(guān)鍵技術(shù)。利用三維建模工具3DSMax建立了真實(shí)、逼真的駕駛艙模型，并完成3DS文件格式到自定義文件格式的轉(zhuǎn)化，以達(dá)到應(yīng)用的需求；以MicrosoftVisualStudioC群2008為開發(fā)工具，搭建了駕駛艙虛擬環(huán)境，并利用場(chǎng)景動(dòng)態(tài)交互技術(shù)完成場(chǎng)景的虛擬漫游和碰撞檢測(cè)；對(duì)于駕駛艙多功能顯示器的仿真，提出了一種離屏渲染與動(dòng)態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)渲染技術(shù)相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)了列車運(yùn)行過(guò)程中三維顯示器的實(shí)時(shí)顯示；探討了三維顯示器的動(dòng)態(tài)

3、交互技術(shù)，利用模型拾取算法實(shí)現(xiàn)了顯示器按鍵的操作功能。本研究構(gòu)建的列車駕駛艙仿真系統(tǒng)交互性好、實(shí)時(shí)性高、性能穩(wěn)定、界面美觀，為高鐵技術(shù)的迸一步研究提供了一個(gè)非常逼真的工具和平臺(tái)，具有很好的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；視景仿真；列車駕駛艙；實(shí)時(shí)渲染；AbstractInrecentyeas，asthetechnologyofrailtransitinChinahasprogressedalot，therapidtransitrailwayisenteringagreat—leap-forwarddevelopment．Withtherapiddevelopmentoftheconstructi

4、onofrapidtransit，higherdemandsofthetheoreticalstudy,theengineeringdesignandtheoperationmanagementareneeded．Amulti．professionaltrainsimulationenvironmentisconstructedbyutilizingthetechnologiesofvirtualrealityandvisualizationinscientificcomputing；theoperationstimulationunderthedifferentworkingconditi

5、onsanddifferentoperationcontrolconditionsofvariouslocomotivesandCarSiscarriedoutinthestructuredtrainvirtualoperationenvironment,andthatcalltesttheoperationstateandtheadaptabilityofthenewlydesignedlocomotivesandCarSandcircuits，signalsandcontrolsystemsandwhilecarryoutthebasicresearchandtechnologicald

6、evelopment；therefore．theworkisofgreatsignificancefordevelopingtherapidtransittechnologies．Takingthevirtualrealitytechnologyasthebasisandtakingahigh．speedEMUasthesimulationobject，thepaperdevelopsavisualizationdisplaysub-systemforhigh．speedtrainint11evisionscopeofthetraindriver．Thissystemhasrealizeds

7、ceneroaming．operationsimulatingandtheoperatingparametersreal·timedisplayinginavirtualtraincockpitscene．Inthispaper,primarysimulationelementsintraincockpitareanalyzed，thenhowtOsimulatethevirtualsceneandtheMa