沉浸式虛擬環(huán)境及其在變電站仿真中的應用.pdf

1、虛擬現實是近年來十分活躍的技術研究領域，是一系列高新技術的匯集。它能給用戶更逼真的體驗，為人們探索宏觀世界和微觀世界提供了極大的便利。本文研究了由數據手套和位置跟蹤器構建的沉浸式虛擬環(huán)境中基于虛擬手的人機交互的關鍵技術，以及在變電站仿真系統(tǒng)中的應用。 本文著重研究了沉浸式虛擬環(huán)境的概念，特點和沉浸式虛擬環(huán)境中人機交互的關鍵技術，尤其是基于虛擬手的人機交互。緊接著根據人手的骨骼結構和手部運動的約束條件，利用3DS MAx進行虛擬手

2、的建模，概述了三維交互設備(數據手套和位置跟蹤器)的原理、功能和關鍵算法等，實現了它們與計算機之間的串行通信。從超聲定位和慣性導航角度分析了有關人的跟蹤算法。研究了虛擬手各關節(jié)數據的獲取和設置，結合不同模式下手勢的不同語義理解，設計了一個虛擬手的驅動算法，完成了基于虛擬手的實時人機交互系統(tǒng)，并且通過濾波算法保證交互任務的穩(wěn)定性和精確性。最后介紹了變電站仿真虛擬環(huán)境的結構，場景組織和一些關鍵算法，實現了基于情景上下文語義理解的虛擬手交互過

3、程，總結了將這項技術用于電力系統(tǒng)帶來的便利和發(fā)展前景。 本文在windows環(huán)境下，基于VC2003.NET平臺，運用OSG圖形圖像開發(fā)工具包和5DT Data，Glove數據手套、PCTracker位置跟蹤器等交互設備，開發(fā)了一個基于數據手套和位置跟蹤器的虛擬手交互平臺，并將其應用于變電站仿真系統(tǒng)，突破了以往變電站仿真方面僅局限于巡視的現狀，可以與其中的設備模型進行一定的交互，而多模式的情景上下文語義理解提高了系統(tǒng)的智能性，為