虚拟现实技术在综采工作面仿真中的应用

第２３卷第０６期计算机仿真２００６年０６月文章编号：１００６—９３４８（２００６）０６—０２２９—０４

虚拟现实技术在综采工作面仿真中的应用

韩可琦１，苌道方２

（１．中国矿业大学能源学院，江苏徐州２２１００８；

２．上海海事大学物流工程学院，上海２００１３５）一摘要：运用三维图形技术模拟综采工作面生产过程是煤炭研究领域一个新方向。该文应用计算机模拟技术，结合ＭｕｈｉｇｅｎＶｅｇａ和Ｖｃ，建立综采工作面仿真模型。对仿真中的关键问题：运动模型的实现，碰撞检测，数据库技术做了详细的讨论。将虚拟现实技术应用于煤矿综采工作面的生产过程，使其生产过程达到可控可视化的效果，这种仿真技术用于矿工培训将具有投资少、安全可靠、具有可重复操作的优越性，对于研究综采工作面的规划设计、方案论证、决策支持和事故处理同样具有十分重要的意义。

关键词：综采工作面；仿真；虚拟现实

中图分类号：ＴＰ３９１．９文献标识码：Ａ

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ

ｏｆＦｕｌｌｙ－－ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄＣｏａｌｆａｃｅｓ

ＨＡＮＫｅ—ｑｌ～，ＣＨＡＮＧＤａｏ—ｆａｎ９２

（ＣｏｌｌａｇｅｏｆＭｉｎｅｒａｌａｎｄＥｎｅｒｇｙＲｅｓｏｕｒｃｅ，ＣＵＭＴ，ＸｕｚｈｏｕＪｉａｎｇｓｕ２２１００８，Ｃｈｉｎａ；

２．ＳｈａｎｇｈａｉＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００１３５，Ｃｈｉｎａ）

ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｒｅｅｄｉｍｅｓｉｏｎａｌｇｒａｐｈｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔＯｔｈｅｆｕｌｌｙ—ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｃｏａｌｆａｃｅｓｐｒｏｃｅｓｓｉｓａｎｅｗｄｉｒｅｃｔｉｏｎｉｎｃｏａｌｍｉｎｅｒｅｓｅａｒｃｈｆｉｅｌｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈＭｕｈｉｇｅｎ，ＶｅｇａａｎｄＶｃ，ｔｈｅｐａｐｅｒｓｅｔｓｕｐａｆｕｌｌｙ—ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｅｏａｌｆａｃｅｓｍｏｄｅｌａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｓｓｏｍｅｋｅｙｉｓｓｕｅｓｓｕｃｈａｓｔｈｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｏｔｉｏｎｍｏｄｅｌ，ｃｏｌｌｉｓｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｄａｔａｂａｓｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｄｅｔａｉｌ．Ａｄｏｐｔｉｎｇｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｆｕｌｌｙ——ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｅｏａｌｆａｃｅｓｗｏｒｋｗｉｌｌｂｅｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ．

ＫＥＹＷＯＲＤＳ：Ｆｕｌｌｙ—ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｃｏａｌｆａｃｅｓ：Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ：Ｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙ

ｌ引言

虚拟现实技术近年来在技术研究领域十分活跃，它汇集了计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、传感器技术、高度并行的实时计算技术和人的行为学研究等多项关键技术。虚拟现实是多媒体技术发展的更高境界，是这些技术高层次的集成和渗透。它给用户以更逼真的体验，它为人们探索宏观世界和微观世界中由于种种原因不便于直接观察的事物的运动变化规律，提供了极大的便利。它包括沉浸式和非沉浸式两类，沉浸式通过一些特殊的外设如头盔，数据手套等使用户在场景中有身临其境之感，但是设备价格昂贵，不利于推广，另外一种是非沉浸式，借助键盘、鼠标、显示器等标准外设来营造一个窗口式的虚拟环境，还可

收稿日期：２００５—０４—１１

以应用软件技术使其尽可能的接近理想的虚拟环境，其特点是经济、方便＂１。

用虚拟现实技术仿真和分析现实世界的各种真实现象，能以三维动态可视化的形式反映现实世界的全貌，以便用于信息查询、工程计算、动态仿真、规划决策等领域。综采工作面是现代煤矿生产的主战场，也是煤矿安全生产的核心部分。对煤矿生产的顺利进行具有重要的影响。过去对综采工作面仿真大都侧重于数字仿真，即编制程序采用随机方式仿真生产过程，通过改变不同的参数，模拟出工作面产量及其变化的结果。但在综采工作面可视化的研究方面，国内基本上处于空白。随着虚拟现实技术的飞速发展，并逐步走向实际应用，将虚拟现实技术应用于煤矿综采工作面的生产过程，使其模拟生产过程达到可控可视化的效果，将其用于矿工培训将具有投资少、安全可靠、具有可重复操作的优越性，对于研究综采工作面的规划设计、方案论证、决策支持和事

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