列车司机室视景仿真系统地研究和实现

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要近年来，我国轨道交通事业飞速发展，高速铁路更是进入了跨越式发展阶段。随着高速铁路建设的不断加快，对其理论研究、工程设计及运营管理也有了更高的要求。利用虚拟现实，科学计算可视化等技术构建高速铁路多专业的模拟环境，在构建的列车虚拟运行环境中开展各种机车车辆在不同工况和不同运控条件下的运行仿真，可以检验新设计的机车车辆和线路、信号和控制系统的运行状况和适应性，并开展相应的基础研究和技术开发，对发展高铁技术具有重要意义。本文以虚拟现实技术为基础，以某型高速动车组为仿真对象，开发了一个列车驾驶员视景的可视化展示子系统。实现了在一个虚拟的列车驾驶舱场景内，从场景漫

2、游、操作模拟到运行参数实时显示的仿真系统。论文分析了该型列车驾驶舱的主要仿真要素，分别对场景仿真与多功能显示的人机交互系统仿真进行了研究，解决了实现列车驾驶舱全范围虚拟仿真的部分关键技术。利用三维建模工具3DSMax建立了真实、逼真的驾驶舱模型，并完成3DS文件格式到自定义文件格式的转化，以达到应用的需求；以MicrosoftVisualStudioC群2008为开发工具，搭建了驾驶舱虚拟环境，并利用场景动态交互技术完成场景的虚拟漫游和碰撞检测；对于驾驶舱多功能显示器的仿真，提出了一种离屏渲染与动态参数实时渲染技术相结合的方法，实现了列车运行过程中三维显示器的实时显示；探讨了三维显示器的动态

3、交互技术，利用模型拾取算法实现了显示器按键的操作功能。本研究构建的列车驾驶舱仿真系统交互性好、实时性高、性能稳定、界面美观，为高铁技术的迸一步研究提供了一个非常逼真的工具和平台，具有很好的应用前景。关键词：虚拟现实；视景仿真；列车驾驶舱；实时渲染；AbstractInrecentyeas，asthetechnologyofrailtransitinChinahasprogressedalot，therapidtransitrailwayisenteringagreat—leap-forwarddevelopment．Withtherapiddevelopmentoftheconstructi

4、onofrapidtransit，higherdemandsofthetheoreticalstudy,theengineeringdesignandtheoperationmanagementareneeded．Amulti．professionaltrainsimulationenvironmentisconstructedbyutilizingthetechnologiesofvirtualrealityandvisualizationinscientificcomputing；theoperationstimulationunderthedifferentworkingconditi

5、onsanddifferentoperationcontrolconditionsofvariouslocomotivesandCarSiscarriedoutinthestructuredtrainvirtualoperationenvironment,andthatcalltesttheoperationstateandtheadaptabilityofthenewlydesignedlocomotivesandCarSandcircuits，signalsandcontrolsystemsandwhilecarryoutthebasicresearchandtechnologicald

6、evelopment；therefore．theworkisofgreatsignificancefordevelopingtherapidtransittechnologies．Takingthevirtualrealitytechnologyasthebasisandtakingahigh．speedEMUasthesimulationobject，thepaperdevelopsavisualizationdisplaysub-systemforhigh．speedtrainint11evisionscopeofthetraindriver．Thissystemhasrealizeds

7、ceneroaming．operationsimulatingandtheoperatingparametersreal·timedisplayinginavirtualtraincockpitscene．Inthispaper,primarysimulationelementsintraincockpitareanalyzed，thenhowtOsimulatethevirtualsceneandtheMa