基于OpenGL的礦井巷道的可視化研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VirtualReality，簡稱VR)是近些年來高速發(fā)展的新興技術(shù)，是對人類有巨大影響的高新技術(shù)之一。目前，已被廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域，例如，軍事、建筑、航天以及醫(yī)療和娛樂等。但是其在礦山方面的應(yīng)用卻還不普及，而巷道的三維模擬對礦山的安全生產(chǎn)有很積極的意義，所以建立礦井巷道的三維仿真系統(tǒng)是必須的。VR技術(shù)是以計算機圖形學、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖像處理語音處理與音響技術(shù)及高性能計算為基礎(chǔ)的極其復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)各種狀態(tài)

2、下的三維場景的模擬。礦山的重要組成部分是巷道，所以要實現(xiàn)礦山的數(shù)字化，巷道的三維模擬是基礎(chǔ)。礦山巷道的模擬系統(tǒng)是利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的軟硬件設(shè)備，根據(jù)巷道數(shù)據(jù)、巷道建立原則以及圖像數(shù)據(jù)模擬出的巷道三維場景，使用戶可以輕松地了解地下巷道。本文將VR技術(shù)與礦山相結(jié)合，對巷道三維可視化的相關(guān)技術(shù)和實現(xiàn)進行了研究，基本實現(xiàn)了礦井巷道的模擬。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)介紹國內(nèi)外礦山模擬系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，分析了目前研究中的主要問題，并

3、提出了相應(yīng)對策;
　　 (2)本文就巷道的基本結(jié)構(gòu)，基于巷道復(fù)雜的機構(gòu)體系，提出了分段的思想，即將巷道分成相對簡單的三個部分:直巷道，彎曲巷道和交叉巷道。對收集到的巷道圖紙進行處理得到巷道的骨架圖，在相應(yīng)的地方分別加載巷道段即可實現(xiàn)巷道的三維可視化。
　　 (3)對各個巷道段的實現(xiàn)算法進行了分析研究，對現(xiàn)有的實現(xiàn)算法進行改進，使巷道的拼接更加自然逼真，拼接時主要采用貝賽爾曲線。系統(tǒng)主要由四部分組成:巷道數(shù)據(jù)的管理，巷道段