海洋地质虚拟仿真实验教学平台设计及其应用

海洋地质与环境实验技术作为海洋科学专业本科生的必修课,旨在使学生了解海洋环境与地质的研究方法,初步掌握海洋地质与环境的实验设计思路与方法。海洋地质虚拟仿真实验教学平台的建设立足于国家海洋强国战略目标与培养海洋科学高层次人才的需求,是在信息化时代背景下对海洋地质学传统实验教学的改进和发展,也是高等教育信息化建设的重要内容。本文分析了海洋地质专业实验教学的现状与海洋地质虚拟仿真实验教学平台的建设思路。以虚拟操作实验室系统以及动态图像粒度粒形分析仪、MFK1-FA型卡帕桥磁化率仪两个实验系统为例对该平台的建设内容进行介绍。海洋地质虚拟仿真实验教学平台将实验测试通过视频动画、声音和图形交互等表现形式展现,不受传统实验教学中时间、空间和专业设备的制约,为解决特殊形式下的专业实验课程学习提供了新的途径,推动了实验教学的改革与创新。     

综掘工艺虚拟仿真系统设计及关键技术

针对综掘工艺在三维虚拟仿真强交互性、现场情景高 贴合度等方面的不足,提出了基于 Unity3D 综掘工艺虚拟 仿真系统实现方法。以某矿综掘现场为真实场景,应用 UG 建模和3DMax的方法实现综掘工艺虚拟场景搭建和综掘工 艺设备各部件运动仿真,通过 GUI交互界面,实现各部件间 的交互运动,最后将所建模型文件导入 Unity3D 系统,进行 运动仿真交互设计。根据学习测试结果,该系统实现了综合 机械化巷道掘进工艺的可视化交互仿真操作,各操作项模块 间转换流畅。系统易于操作、场景明晰、实操性强,适用于工 人岗前培训、学生实操训练和试验教学,对丰富学习过程、提 升学习者对巷道掘进工艺的学习效果具有良好助益。     

基于虚拟样机的盾构掘进机多领域建模仿真实现策略

提出了盾构掘进机多学科虚拟样机仿真测试平台的实现策略。从系统的角度研究了盾构掘进机虚拟样机子系统建模及模型集成技术。利用CATIA、ADMAS等支撑软件建立盾构掘进机数字化虚拟样机各子系统模型,运用基于接口的多领域建模方法,利用参数关联和系统集成技术,将多个子系统模型在仿真环境中集成为虚拟样机,代替实际物理样机进行性能评价与测试。     

地质园生态景观三维仿真系统设计与实现

地质园生态景观三维仿真系统利用地理信息系统、航空摄影测量技术、高性能计算等技术研发的虚拟仿真平台,精确展现了地上、地下、室内、室外近二十个地质、物探、岩土、水文、钻探、采矿、测绘等生产性综合实训项目,并具有丰富的空间分析等功能。     

矿山测量虚拟仿真实验教学中心建设的创新与探索

矿山测量虚拟仿真实验教学中心:构建了测绘工程等行业特色专业"统一平台、分项虚拟、分阶段培养、多层次提升、全覆盖培训、虚实结合、全方位共享"的虚拟仿真实验教学体系;开发了基于云服务、信息化平台下的测绘类系列课程虚实互补的实验教学系统;建成了一支教学理念先进、学术水平高、教学科研能力强的高素质实验教学队伍;形成了安全、可靠、直观和经济的实验教学平台,破解了实验教学和技能训练难题;从教学资源的开发、共享等方面,探索了矿山测量虚拟仿真实验教学中心"四位一体"建设模式,形成了建设特色,提供了成功示范。     

基于虚拟样机的盾构掘进机多须域建模仿真实现策略

提出了盾构掘进机多学科虚拟样机仿真测试平台的实现策略。从系统的角度研究了盾构掘进机虚拟样机子系统建模及模型集成技术。利用CATIA、ADMAS等支撑软件建立盾构掘进机数字化虚拟样机各子系统模型，运用基于接口的多领域建模方法，利用参数关联和系统集成技术，将多个子系统模型在仿真环境中集成为虚拟样机，代替实际物理样机进行性能评价与测试。     

煤矿十大特殊作业工种仿真培训系统研究与设计

针对当前煤矿安全虚拟仿真培训系统功能单一、缺乏沉浸性体验和交互的问题,提出了一套针对煤矿十大特殊作业工种的虚拟仿真培训系统。基于虚拟仿真、人工智能等技术,设计了该虚拟仿真培训系统的框架、游戏化引导模块流程和操作交互过程,并介绍了该虚拟仿真培训系统具体实现的功能。通过在陕煤集团陕北矿业张家峁矿业有限公司的实际应用表明,该虚拟仿真培训系统能够为特殊作业工种人员在虚拟场景中进行交互式学习和模拟操作提供平台和手段,提高了煤矿工作人员在实际工作中对安全细节的主观重视度以及安全培训效果。     

基于Virtools的煤矿安全仿真系统的设计

加强作业培训是保障煤矿生产安全的重要措施,为解决煤矿行业中传统的安全培训存在的不足,基于Virtools平台开发了煤矿安全仿真系统(SSCMS)。借助于该系统,受训者在虚拟的煤矿工作环境中完成各种操作规程的学习和各工种的操作训练。介绍了用Virtools开发煤矿安全培训虚拟仿真系统的一般方法,从系统功能、交互设计、训练评价、关键技术实现等几个方面对SSCMS系统的设计与开发做了详细的论述。提出了Virtools环境下优化系统性能的一般方法。通过实际的应用显示:SSCMS在降低培训成本、激发学习兴趣、提高培训质量方面收到了良好的效果。     

矿山虚拟实训系统构建与研究

为了解决矿山人才短缺、工人培训成本高、设备操作不专业等问题,矿山虚拟实训技术应运而生。目前矿山虚拟实训技术应用缺乏系统化的顶层设计,本文从矿山企业自身特点和培训的需求出发,并结合虚拟现实技术的特性,从虚拟实训的业务角度、安全行为角度以及培训管理的角度构建了矿山虚拟实训系统框架。针对矿山生产业务实训、安全教育实训以及虚拟实训平台管理三个方面内容的应用展开讨论和分析,研究结果表明,综合应用多媒体、三维建模、人机交互等信息化、数字化、智能化技术手段的矿山虚拟实训系统可以很好地解决工人语言不通、培训成本高、设备操作专业性、安全教育直观性等问题。虚拟实训系统平台可以为全矿各个岗位的技术人员提供系统的、全面的业务培训、安全教育和课程管理,进而可大幅度提高矿山员工培训效果。     

煤矿综采工作面多角色虚拟演练平台关键技术研究

针对国内煤矿虚拟演练平台操作单一、沉浸感和趣味性不强、硬件造价昂贵等问题,设计并实现了一个低成本、游戏化的多角色虚拟演练平台,重点研究了三维场景可视化技术、多用户网络传输技术、协同行为决策模型3个关键技术。研究成果不仅能够真实再现煤矿综采工作面复杂的作业环境,而且支持多用户登录和协同工作、设备虚拟操控、采煤仿真模拟、演练评分等功能,为矿山人员培训和事故演练提供全新的技术手段,研究成果对提升我国矿山安全生产数字化水平具有重要意义。     

矿用带式输送机虚拟装配及启停控制仿真技术研究

运用SolidWorks建立了带式输送机三维模型并导入Unity3D中,以带式输送机结构认知、虚拟装配、启停控制为例探讨了虚拟仿真技术的实现方法,该虚拟仿真技术能真实、直观地展现带式输送机的装配与启停控制的动态过程,可以为学生和工人提供教学及培训。     

自学习液压支架虚拟装配交互系统

随着现代科技的发展,虚拟现实技术在培训和教学领域的应用越来越广泛。基于虚拟现实技术,使用HTC Vive Pro头戴式显示器作为呈现设备,Spring-Vr MIIglove Pro虚拟现实手套或Spring-Vr MIIsuit套装或Vive手柄作为交互设备,以Unity 3D作为开发平台,开发了一种自学习液压支架虚拟装配交互系统。该系统可以学习装配人员的装配顺序,并根据学习结果智能推荐装配顺序,帮助培训和学习人员更好地进行相关学习。     

论虚拟仪器在教学中的优点

实验教学的目标是培养学生的动手能力,设计能力和创新能力,但是从目前使用传统仪器的教学环境看,学生实验主要是根据实验指导书进行验证性的实验,对于设计性和探究性实验难以展开,创新能力难以提升。本文从节约教学成本,提高学生的实验积极性,提高教学与科研质量等方面讨论了虚拟仪器在教学中的优点。     

基于虚拟现实技术应用的煤矿技术培训

传统煤矿技术培训中存在"教"和"学"的不和谐,"学"和"行"的不协调,"学"和"用"的不真实等现状和不足之处,通过研究虚拟现实技术的发展概况,分析虚拟现实技术应用在煤矿技术培训中具有身临其境的仿真性、毫发无损的安全性、熟能生巧的可重复性、难易程度的可调节性等优势,提出通过完善虚拟现实技术煤矿技术培训体系和提升煤矿技术行业从业人员的整体水平来推动虚拟现实技术在煤矿技术培训中的应用水平,从而减少煤矿安全事故的目的。     

基于NeoAxis引擎的三维虚拟矿井仿真系统平台

设计并实现了一个基于NeoAixs引擎的三维虚拟矿井仿真系统平台,重点研究了平台的架构、功能结构及工作流程;平台具备资源编辑管理、三维模拟场景设计、矿井仿真系统设计、矿井安全培训系统设计等功能。实际应用表明:平台可以快速构建煤矿三维仿真矿井,并可以在仿真环境中嵌入事故模拟、培训、考评等功能,可用于三维数字化矿山,模拟培训、事故仿真、救援演练等领域。     

虚拟现实技术在矿井生产仿真系统中的应用

从煤炭安全生产形势和传统培训教学方式存在缺陷入手,引入了虚拟现实仿真技术并结合实际项目对矿井生产仿真系统进行总体设计、开发工具选择,对具体的实现技术进行描述,介绍了利用3DS Max、Maya进行三维模型建模、贴图和渲染,利用Virtools DEV进行交互设计和整合,在较短时间内开发了一个较为完整的矿井生产仿真系统,提供了一个虚拟现实仿真软件实现的较为简便的方法。     

基于虚拟现实技术的岩石力学数值计算与三维可视化

随着计算机技术的不断发展,虚拟现实技术与岩石力学数值模拟在采矿工程中均得到了广泛应用。一方面,作为一个综合展示平台,虚拟现实系统可以将矿山的生产进度、采矿方法、人员设备等信息综合集成处理并进行实时显示,但其缺乏围岩的应力场、位移场等安全性相关的数据资料;另一方面,岩石力学数值模拟方法虽然可以计算获得围岩的安全性信息,但是其后处理的显示功能偏弱。因此,虚拟现实技术与岩石力学数值模拟方法在功能与效果上各具优势、互补性强。以新城金矿为例,综合运用2种技术手段,并最终达到优势互补的效果。研究内容对有条件应用虚拟现实技术与岩石力学数值模拟技术的矿山有重要的借鉴意义。     

基于3D Max和Virtools的矿井虚拟仿真系统设计

从煤炭安全生产形势和传统实验教学环节存在不足入手,引入了虚拟现实技术对矿井虚拟仿真系统的设计与开发,提出了一种基于软件实现的设计方法一利用3D Max进行三维模型建模、贴图和渲染,利用Virtools进行交互设计和整合,提出了开发的流程以及常见问题的解决方案,并以综采工作面仿真系统的开发为研究实例描述了其具体的应用开发...     

虚拟现实在采矿工程教学中的开发应用

传统的采矿工程专业教学和安全培训的教学手段具有一定的局限性,教学效果达不到预期的要求。研究了煤矿虚拟现实技术系统的总体设计和实现的功能,系统开发的步骤及工具,说明了虚拟现实技术将在采矿工程专业教学和安全培训中发挥重要的作用,有重要的应用价值。