發(fā)布時(shí)間：2018-02-08 11:10

  本文關(guān)鍵詞： 虛擬現(xiàn)實(shí) 鉆柱輸送系統(tǒng) Unity3D 人機(jī)交互　出處：《青島科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：傳統(tǒng)海洋石油工程培訓(xùn)過(guò)程復(fù)雜耗時(shí),存在巨大安全隱患,并受資金、場(chǎng)地等因素限制,難以滿足實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)的要求。針對(duì)海洋石油開(kāi)發(fā)投資巨大,海洋石油裝備技術(shù)含量高,現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)風(fēng)險(xiǎn)大等問(wèn)題,隨著三維圖形圖像技術(shù)的飛速發(fā)展,虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于系統(tǒng)培訓(xùn)領(lǐng)域,因此構(gòu)建基于Unity3D與虛擬現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的桌面式訓(xùn)練模擬器培訓(xùn)系統(tǒng)。本文以半潛式鉆井平臺(tái)的鉆柱輸送系統(tǒng)為研究對(duì)象,采用Solidworks三維建模工具、3ds Max骨骼動(dòng)畫(huà)與Unity3D引擎虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)平臺(tái)相結(jié)合的研究方法,對(duì)海洋石油鉆井平臺(tái)鉆柱輸送系統(tǒng)的三維建模、骨骼動(dòng)畫(huà)制作、虛擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、碰撞檢測(cè)理論、腳本控制程序等進(jìn)行了較為深入的研究,構(gòu)建了一個(gè)高沉浸感、高情景模式、高交互的半潛式海洋石油鉆井平臺(tái)鉆柱輸送系統(tǒng)。本文的研究?jī)?nèi)容:(1)鉆柱輸送系統(tǒng)的模型構(gòu)建與分析在研究分析鉆柱輸送系統(tǒng)組成和機(jī)械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建關(guān)節(jié)吊、動(dòng)力貓道、液壓吊卡與輔助提升機(jī)、扶正機(jī)構(gòu)和機(jī)械鉆工五個(gè)關(guān)鍵設(shè)備模型。并在研究海洋石油鉆井平臺(tái)布局基礎(chǔ)上,搭建鉆柱輸送系統(tǒng),形成統(tǒng)一整體。(2)鉆柱輸送系統(tǒng)機(jī)械動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)運(yùn)用3ds Max軟件對(duì)五大關(guān)鍵機(jī)械設(shè)備進(jìn)行運(yùn)動(dòng)關(guān)系的添加、骨骼動(dòng)畫(huà)制作及蒙皮處理,并對(duì)設(shè)備模型進(jìn)行渲染,優(yōu)化模型的外觀和逼真度,以及采用FBX技術(shù)對(duì)設(shè)備模型的預(yù)處理格式轉(zhuǎn)換。(3)模擬器的UI設(shè)計(jì)用戶界面(User Interface),是本模擬器不可或缺的組成部分。模擬器的UI元素包括天空貼圖、鉆柱輸送虛擬系統(tǒng)文本顯示,關(guān)節(jié)吊機(jī)、動(dòng)力貓道機(jī)、液壓吊卡與輔助提升機(jī)等設(shè)備選擇按鈕以及滾動(dòng)條等,它們提升了用戶的操作體驗(yàn),為用戶提供逼真、高沉浸感的虛擬場(chǎng)景。(4)人機(jī)交互的實(shí)現(xiàn)碰撞檢測(cè)理論是模擬器系統(tǒng)人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵,基于Unity3D虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)平臺(tái),加載碰撞器和觸發(fā)器,并編寫(xiě)腳本交互語(yǔ)言,實(shí)現(xiàn)模擬器的人機(jī)交互和鍵盤(pán)檢測(cè)響應(yīng)。
[Abstract]:The training process of traditional offshore oil engineering is complicated and time consuming, there are huge hidden dangers of safety, and it is difficult to meet the requirements of real-time learning because of the limitation of funds, sites, etc. In view of the huge investment in offshore oil development and the high technical content of offshore oil equipment, it is difficult to meet the requirements of real-time learning. With the rapid development of 3D graphics and image technology, virtual reality (Virtual reality) technology has been applied in the field of system training. Therefore, the training system of desktop training simulator based on Unity3D and virtual reality is constructed. This paper takes the drill string conveying system of semi-submersible drilling platform as the research object. This paper adopts the research method of combining the Solidworks 3D modeling tool, Max skeletal animation, with the Unity3D engine virtual reality development platform, to model the drilling string conveying system of offshore oil drilling platform, to make the bone animation, and to design and implement the virtual system. Collision detection theory, script control program and so on have carried on the relatively thorough research, has constructed a high immersive feeling, the high scene pattern, A highly interactive semi-submersible drilling string conveying system for offshore oil drilling platforms. The research contents of this paper are: 1) Construction and analysis of the model of the drill string conveying system. On the basis of studying and analyzing the composition and mechanical structure of the drill string conveying system, the joint hoisting is constructed. Five key equipment models of power cat road, hydraulic hoist and auxiliary hoist, leveling mechanism and mechanical drill are built. On the basis of studying the layout of offshore oil drilling platform, the drilling string conveying system is built. The realization of mechanical action of drill string conveying system using 3DS Max software to add the motion relation of five key mechanical equipments, to make skeletal animation and skin treatment, and to render the model of the equipment. Optimizing the appearance and fidelity of the model, as well as the UI design of the simulator using FBX technology to convert the preprocessing format of the device model into the user interface of the simulator, is an indispensable part of the simulator. The UI elements of the simulator include sky mapping. The virtual system for drill string transmission, such as text display, joint crane, power catwalk machine, hydraulic hoist and auxiliary hoist, etc., as well as the selection buttons and rolling bars, etc., which enhance the user's operation experience and provide the user with lifelike, lifelike, etc. The realization of collision detection theory is the key to the realization of human-computer interaction in simulator system. Based on the virtual reality development platform of Unity3D, the collider and trigger are loaded, and the script interactive language is written. Achieve the simulator man-machine interaction and keyboard detection response.
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TE951;TP391.9

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本文編號(hào)：1495306