基于虚拟现实的自动化软件界面设计及其在油库监测系统中的应用

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1、上海大学硕士学位论文摘要本课题来源于上海市科委重点科技攻关项目“支持工业以太网与多协议转换技术的新型测控平台研究”。随着各领域科学技术的发展和融合，人机界面技术越来越为用户所重视，“人机和谐”将是未来人机界面技术的发展趋势。对此，本文探索了设计新型测控系统自动化软件虚拟界面所需的理论技术基础和实现过程，并在莱钢“中小型车间油库监测系统”项目中加以应用。本人的主要研究工作如下：1．开展了工业危险场合下基于虚拟界面的测控系统的软硬件构架及组态、视频监视等功能的设计，并针对油库油位报警，设计了基于多传感器数据融合技术的智能控制器。2．开发了一个用于莱钢地下油库车间的

2、三维虚拟场景控件，完成了场景的层次化构建、模型优化、场景的真实性渲染等工作，并实现了三维控件与二维组态界面间的无缝连接。3．针对虚拟场景中碰撞检测运行效率较低的问题，提出并实现了基于模糊规则的简化视线包围盒碰撞检测算法，从而较大地提高了程序效率。4．开发了虚拟界面中用户漫游、地理导航图、报警等功能，完成了工控自动化软件中的基本监测功能，并实现了现场数据实时三维可视化的显示，以及基于B／S结构的二维组态画面局域网浏览。目前，本文设计的网络化基于虚拟界面的监测系统已经在山东莱钢地下油库车间正式稳定的运行了2个多月，充分验证了本系统设计的先进性、可行性和有效性。关键

3、词：虚拟现实人机界面自动化软件碰撞检测监测系统圭童查堂堡主堂垡丝壅ABSTRACTThethesisisbasedonthekeyproject··-ResearchofNewMeasurement&ControlPlatformSupportingIndustryEtllemetandMulti-protocolConversionTechnique，whichissponsoredbyShanghaiSc{entificandTechnologicalCommittee．Withtherapiddevelopmentoftechnology，thedema

4、ndofHMIiskeepingOilrising；‘‘harmonybetweenhumanandmachine”willbethetrendinHMIdevelopment．Theprocessandbasictheoryofdesigningautomationsoftware3DHMIbasedonvirtualrealityarediscussed．andusedinLalSteel’’oIIstoremonitoringsystem”inthispaper．ThebriefworkandachievementsareasfoIlows：1．Thes

5、oftware／hardware，configurationandvideomonitoringfunctionsoftheMeasurement&Controlsystemwithvirtualinterfaceimplementedindangerlocationhavebeendesigned；andtheoil-levelalarmintelligentcontrollerbasedonmulti·sensordatafusiontechniqueisdesigned．2．IntheDevelopmentof3DvirtualSCenecontrolu

6、sedinLaisteelmonitoringsystem，hierarchalmodeling，modeloptimizationandscenerenderingmethodsareapplied．Seamlessconnectionbetweenthe3Dcontroland2Dconfigurationinterfacesisrealized．3．Aimedatlowefficiencyofcollisiondetectioninvirtualscene，simplifiedsightlineboundingboxcollisiondetectiona

7、lgorithmbasedonfuzzyruleisputforwardandappliedinfactualsystem．4．Thedevelopmentofsystemfunctionssuchasuser3Dcruise，geographicalnavigationmap，alarmandbasismonitoringfunctionofiFIXisfinished，3DvisualizationoffielddataandLANbrowserof2DconfigurationpicturesbasedonB／Sflameisrealized．Atpre

8、sent，themonitorings