基于Unity3D的微震监测分析虚拟现实系统研发

微震监测对矿山安全生产具有重要意义,也得到了广泛应用。针对微震监测数据数量庞大、内容冗杂、实时显示弱、与采掘工程集成度低等问题,开发了一种基于Unity3D平台的微震监测数据分析平台。其主要过程是:收集矿山三维地质坐标、地层岩性等数据建立矿山三维模型,导入到Unity3D引擎当中,对模型添加材质,进行渲染并实现模型坐标数据与现实坐标数据整合,在此基础上利用C#语言编写脚本实现采掘进度的实时模拟,再通过连接SQL Server数据库将矿井微震监测数据进行调用,完成整个系统地质数据、采掘数据与微震数据的集成和实时显示。通过调用系统数据,可实现微震数据的相关统计、分析,并分析其与地质条件、采掘活动的相关性。系统在河南义马煤田跃进、常村两矿进行了实际应用,实现了矿井群开采微震监测数据的联合分析。     

基于Unity3D的水平定向钻进工艺仿真系统研究

为了能够在水平定向钻机虚拟实训系统中实时模拟钻头的地下钻进状态,使拖管工艺可视化,设计了基于Unity3D的水平定向钻进工艺仿真系统。通过对钻头受力模型的分析,结合计算机图形学理论,利用Unity3D编写脚本程序实时渲染地下钻进情况。结果表明,系统能够实现钻机仿真和地下钻进工艺可视化,对虚拟水平定向钻进系统具有一定指导意义。     

基于Unity3D的虚拟矿山漫游仿真系统设计与实现

针对三维虚拟矿山系统在高逼真度、强交互性和跨平台等方面的不足,提出了一种基于Unity3D平台的三维虚拟矿山的实现方法。其主要过程：采集矿山的地形地质等三维坐标数据、属性数据,建立矿山三维模型,并导入到Unity3D引擎中,对数字矿山进行实时渲染并实现三维模型数据与二维空间数据整合,在此基础上利用C#语言编写脚本实现系统功能,最后将虚拟矿山漫游仿真系统移植到多个平台上。根据唐山钱家营煤矿的测试结果,该系统实现了在3种平台(Windows、安卓智能手机、Web网页)上均流畅运行,画面真实,界面友好,实现了虚拟矿山漫游仿真以及矿山属性信息的查询等功能。     

基于MR技术矿用防爆电气设备技术审查与检验实操训练系统研究

针对矿用防爆电气产品安全标志认证技术审查与检验人员的培训需求,设计了一套基于混合现实(MR)技术的实操训练系统。通过建立防爆电气设备三维动态模型,利用Unity 3D和Visual Studio编写虚拟现实脚本程序,结合微软Hololens 2眼镜实现了沉浸式的实操训练,为技术审查与检验培训提供了创新性方案。     

基于Unity3D的矿井提升机虚拟实训装置

研究了一种基于Unity3D的矿井提升机虚拟实训装置,装置主要由矿井提升机虚拟仿真软件、模拟操作台和信号台以及通信模块组成。虚拟仿真软件通过三维引擎Unity3D进行开发,首先使用3ds Max建立矿井提升机虚拟场景,然后利用Unity3D对虚拟场景进行再开发,并对相应地设备模型进行驱动;以STC12C5A60S2单片机为控制核心制作模拟操作台和信号台,实现对输入信号的检测、处理和传输;二者通过RS-232通信协议实现数据传输。     

企业社会媒体主题信息提取算法研究

鉴于已有信息提取方法的可改进之处,结合对HTML网页性质的统计和分析,针对社会媒体中的用户生成数据,提出一种网页主题信息提取算法。算法依据DOM的树型结构特点,充分考虑节点中非链接文字总数和超链接总数这些语义信息,对其进行基于HTML标签的过滤和基于语义的剪枝,能够准确地提取出网页HTML文档的主题信息。实验证明,提取到的主题信息具有较高的准确性和完整性。     

企业社会媒体主题信息提取算法研究

鉴于已有信息提取方法的可改进之处,结合对HTML网页性质的统计和分析,针对社会媒体中的用户生成数据,提出一种网页主题信息提取算法。算法依据DOM的树型结构特点,充分考虑节点中非链接文字总数和超链接总数这些语义信息,对其进行基于HTML标签的过滤和基于语义的剪枝,能够准确地提取出网页HTML文档的主题信息。实验证明,提取到的主题信息具有较高的准确性和完整性。     

基于Sinovation的液压支架设计导航系统开发

基于液压支架设计内容和过程,建立了液压支架设计流程。根据该设计流程,以Sinovation为开发平台,利用其Navigation导航设计功能,运用XML,HTML语言及Java Script语言分别编写网页式设计文档与控制脚本,实现设计导航文档无间隙地与Sinovation进行联动,开发出液压支架设计导航系统。该系统应用效果好,提高了设计效率与质量。     

基于三维模型的矿山机械全息成像研究

为直观立体地展示矿山机械设备的运行状态，采取全息投影技术实现矿山机械设备成像。在使矿山机械模型化的过程中，首先收集矿山设备的图形和参数资料并绘出三视图，然后采用3Ds Max建模，建立采掘运输等设备的三维模型及动作，再通过Unity3D，编写相应的脚本实现矿山机械动作的仿真。利用Unity3D的录屏插件Generic Frame Recorder-master，导出图片序列，使用Adobe premier将图片序列合成视频。利用透明亚克力板制作全息成像装置，根据光的干涉和衍射原理，使三维模型的全息影像悬浮在空中，再现矿山机械设备真实的三维图像。研究结果可以实现裸眼观察三维模型及动作，便于学生和培训人员体验，更好地用于矿山开采的教学培训，不仅可以提高教学效果，而且能促进全息投影在矿山方面的应用。     

用iframe构造的基于浏览器的在线网页编辑器

使用HTML中的iframe,可以在网页中划出一块空间显示另一个网页,再使用浏览器的对象层次结构与JavaScript语言,即可设计出一个基于浏览器的在线网页编辑器;它为用户录入、编辑与发布网页提供了方便。     

基于 Unity3D 的三维虚拟化构造产状测量系统研发

构造结构面产状量测是地质调查研究的重要工作之一,面对高陡边坡、岩性不稳定等不易到达的区域, 传统测量方法存在的安全性差、测量效率低等问题,亟待采用无人机与三维虚拟化等方法进行解决。Unity3D 平台应用广泛,近年来已逐步应用于地质相关工作,但以往研究工作多面向于三维可视化,对于进一步应用其开展三维地质测量等工作的研究较为薄弱。 针对三维虚拟化构造产状测量方法进行了研究,并基于 Unity3D 平台设计开发了三维虚拟化构造产状测量软件系统,系统实现了基于三维实景模型的构造产状三维量测以及地质编录、构造解译图件自动化绘制等实用功能。 实例研究表明:基于 Unity3D 的三维虚拟化构造产状测量系统开发、使用便捷,配合9点位量 测法结合去四分位数后求均值的平差方法测量效果更优,可有效降低测量误差;测量结果与传统实地产状测量结果一致性较好,误差均控制在 5°以内,可满足工程应用的基本要求;相关方法和软件系统可以显著降低野外实测工作难度,在保证量测精度的同时提高量测效率。     

基于Unity 3D的煤矿突发事件协同应急演练系统设计

为了减少煤矿突发事件中的人员伤亡、降低损失,需要研究煤矿突发事件协同应急演练系统设计方法。提出基于Unity 3D的煤矿突发事件协同应急演练系统设计方法,该方法采用B/S结构设计煤矿突发事件协同应急演练系统的整体框架,将系统分为数据层、GIS服务层、Web服务层和客户端表现层,由系统管理模块、GIS图形分析模块、救援信息管理模块、预案管理模块、应急演练培训模块和隐患管理模块构成应急演练系统的硬件结构。将Unity 3D平台引入系统的软件设计中,以ARPG（Action Role Playing Game）的游戏形式对煤矿人员展开应急演练。实验结果表明,所提方法的响应时间短、错误率低、吞吐量高。     

流媒体客服端ActiveX控件的设计和开发

Web技术以HTTP协议为基础,具有简单、高效、跨平台等优点,已经成为信息网络的一种最普遍应用的信息交互平台。正是它的这些优点使得它得以快速发展。对于流媒体数据,采用在HTML页面汇总内嵌ActiveX控件直接对应用服务器进行访问,提高了访问的实时性。ActiveX技术是用于组件对象模型(COM)的一项技术,它使各种软件组件可以在网络环境中使用。     

基于多视窗的一体化煤矿安全与监测系统

现阶段我国煤矿生产行业信息化程度较低,安全监察人员工作任务繁重,这对于煤矿安全的实时化监督管理带来了巨大困难。针对这一问题,在对国内外煤矿安全问题解决措施深入分析的基础上,将物联网技术与虚拟现实技术有机结合,开发出一种能够对煤矿安全进行实时感知和预警的新系统。物联网技术发展可获取多样安全信息,如何实现整个煤矿安全信息的一体化监测是目前亟需解决的问题。该系统充分利用了Unity3D开发平台的多相机操纵特性,采用3Dmax进行模型搭建并进行渲染烘焙构建三维虚拟场景,借助多线程技术实现各传感器参数的同步更新,能够实现对矿井环境的多视窗一体化监控。研究表明,该系统不仅能够对煤矿的各类环境与设备参数进行实时化监控,而且能对井下人员运动轨迹进行分析与定位。     

基于虚拟现实的井下安全培训系统研究

为了提高矿山企业安全培训的效果,根据建设智能化矿山的趋势性,提出了基于虚拟现实的井下安全培训系统。该系统应用3DMax和Unity 3D虚拟现实开发软件,完成了井下巷道内场景构建、设备建模和人机交互系统的开发,实现了井下漫游、事故重现和应急救援演练的仿真,可提高井下作业人员的环境熟悉度和安全自救意识,最终达到减少安全事故的目的。     

基于三维建模和VRML的矿山网络虚拟现实技术研究与应用

运用矿业软件Surpac建立了凡口铅锌矿的地表、地层、断层、矿体和巷道的三维模型, 并将所建模型复合形成了矿山DTM格式三维模型。通过格式数据接口转化为VRML所支持的WRL格式三维模型后, 运用HTML语言编程实现网页中嵌入WRL场景文件, 实现了基于网页的矿山三维模型浏览与交互, 突破了矿山三维模型只能在专业软件中浏览的限制, 对推广虚拟现实技术和指导矿山的资源评估、开采设计、运营调度以及灾害控制等具有重要意义。     

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。     

“线上”智能支护系统设计

针对煤矿矿井信息化建设不足、不能对巷道进行科学合理的支护等问题,采用跨学科研究方法,利用HTML技术将人工智能领域的巷道支护专家系统与网页制作技术相结合建立了煤矿"线上"专家支护系统。登录系统后可访问煤矿工程的支护案例,或者采用基于BP神经网络的核心推理机制对新工程的支护方案进行智能化设计,对煤矿巷道支护起到重要作用。     

基于真实煤层环境的液压支架运动虚拟仿真方法

为解决现有煤矿开采中液压支架无法根据井下煤层环境及时调整支护姿态的问题,提出了一种基于真实煤层环境的液压支架运动虚拟仿真方法。该方法在虚拟软件Unity 3D中基于真实煤层数据点直接生成顶底板煤层环境曲面,并结合液压支架模型对其进行物理组件的添加,实现了液压支架基于重力作用下对底板曲面的自适应贴合。通过对液压支架模型的运动学和煤层顶板曲面数据点的分析,确定出满足该顶板支护状态下的液压支架各部件角度信息值,在虚拟空间中预先实现液压支架对煤层环境运动姿态的调整。最后进行了试验,在试验中构建了煤层顶底板曲面模型,进行了液压支架在试验煤层情况下的支护姿态调整;同时在虚拟环境中生成相应的煤层顶底板曲面,并进行了虚拟环境中液压支架姿态的调整。试验结果表明,利用虚拟软件Unity 3D实现基于煤层环境的液压支架运动参数变化与实际液压支架运动参数变化基本相同。本方法为实现液压支架对围岩煤层环境的自适应调整提供了思路参考和应用实践。