矿井巷道虚拟漫游系统研究与实现
随着数字化进程在煤矿行业领域的迅速发展,为指导和管理数字化矿山的安全生产,建立一个虚拟可视化系统是煤矿行业发展的趋势。使用虚拟现实仿真技术并结合矿山实际情况以指导安全生产,实现矿井监测与预警。本文分析了矿井巷道的数据来源和数据特点,以及巷道数据形态和基本元素。研究了对称建模法和半断面加载的巷道建模算法,采用3DSMax三维建模软件实现巷道模型的建立。
分析了适合作为3D打印模型的STL数据格式,对STL模型可能产生的错误或误差进行了分析,讨论了对其修复的方法,利用3D打印技术制作巷道模型。分析研究了虚拟漫游的视点控制技术和人机交互控制技术,实现模型的交互式漫游和视点追踪,以及实现视角转换、视点重置等功能;研究并分析了四种样条插值算法的过程和应用结果,采用线性插值和cardinal样条曲线相拟合的算法实现转角处平滑处理,增强漫游的真实感,避免视觉抖动和场景跳跃现象。设计了矿井巷道的虚拟漫游系统,包括导入巷道模型、虚拟漫游,并通过建立SQL数据库对灾害点进行说明并显示,基于索引集合进行快速搜索,实现实时故障预警。
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