基于Unity与HTC Vive的石化沉浸式仿真培训系统的设计与实现

发布时间：2025-05-20 04:32

　　随着科学技术的进步,化工行业依托于计算机技术变的高度智能化,流程复杂化。行业需要大量的操作熟练的操作员来满足日益增长的用人需求。因此专业人才的培养相当重要,然而传统的仿真培训技术以书面教材为主,生产实习为辅。这种培训方式,受训人员对工厂布局,设备位置仍旧一概不知,已经无法很好适应当今化工企业的生产环境。考虑到传统化工培训的种种弊端,并由此频频引发的化工安全生产问题。本文以陕西某石油化工厂为例子,结合当今世界上最流行的虚拟现实技术。从化学工艺流程模拟,虚拟现实环境再现,子系统之间通信等方面研究设计基于Unity与HTC Vive的石化沉浸式仿真培训系统。本文以各种技术的发展应用作为论文的开端,在充分分析理解这些技术的基础上,提出了将虚拟现实技术与操作员培训系统相结合的构想,并对整个系统的架构做了详细阐述。在系统架构的基础上,本文又详细探讨了各个分系统的功能设计。接着依照化学工艺流程与化工行业标准对化工设备进行了模型构建和深入研究。然后使用Unity3D引擎实现沉浸式仿真系统的虚拟环境再现,并根据每一个设备的机械结构原理模拟其真实设备操作.对于系统实施过程中所涉及到的关键功能与技术都做了详细...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 综述
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 虚拟现实技术概述
        1.2.1 虚拟现实技术的概念
        1.2.2 虚拟现实技术的发展历程
        1.2.3 虚拟现实技术的特点与分类
    1.3 化工仿真技术的发展与现状
    1.4 论文研究的主要内容和创新点
        1.4.1 论文研究的主要内容
        1.4.2 论文的创新点
    1.5 论文的结构
    1.6 小结
第二章 系统总体设计
    2.1 系统简介与特点描述
    2.2 系统整体结构设计
        2.2.1 操作员培训系统
        2.2.2 虚拟现实场景系统
        2.2.3 数据通信
    2.3 虚拟现实仿真系统功能设计
        2.3.1 核心功能设计
        2.3.2 辅助功能设计
    2.4 系统实施的软硬件选择
        2.4.1 虚拟现实场景还原建模软件选择
        2.4.2 虚拟现实实现引擎选择
        2.4.3 HTC Vive设备介绍
    2.5 小结
第三章 虚拟现实环境的建立
    3.1 虚拟现实环境建模
        3.1.1 仿真工厂建模任务分析
        3.1.2 场景模型构建
    3.2 模型修改优化
        3.2.1 去除模型多余面数
        3.2.2 使用纹理映射技术
        3.2.3 制作模型贴图
    3.3 模型拼接导出
    3.4 小结
第四章 虚拟现实仿真工厂的实现
    4.1 虚拟现实仿真工厂的环境搭建
    4.2 系统间通讯实现
        4.2.1 通讯模块的基本要求
        4.2.2 通讯模块技术概述
        4.2.3 通信模块接口设计
    4.3 主要功能实现
        4.3.1 人物漫游实现
        4.3.2 模拟真实设备操作
        4.3.3 用户装备选择功能
        4.3.4 模拟紧急情况
        4.3.5 用户考核功能
    4.4 辅助功能实现
        4.4.1 昼夜循环功能
        4.4.2 地图定位系统
        4.4.3 目标提示系统
        4.4.4 UI交互功能
    4.5 HTC VIVE部分的实现
        4.5.1 软件开发部分
        4.5.2 硬件调试部分
    4.6 系统优化
        4.6.1 3D场景优化
        4.6.2 脚本优化
    4.7 小结
第五章 系统应用
    5.1 虚拟现实仿真系统运行效果
    5.2 系统应用
    5.3 小结
第六章 总结
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：4046853