多人协作的小修作业虚拟仿真培训系统研究

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1、ｆ，：：ＴＰ３９１分类号．９单位代码：１０２２０密级：ＮｏｒｔｈｅａｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，＇？．■’抑１：工程硕±专业学位论文■Ｖ论文题目：多人协作的小修作业虚拟仿真培训系统研究：ｙ．雄繼软化程ｍｍｍ：］■全日制□非全日制ｐ论文类型：应用研究硕±生：岳岩岩校内导师：刘贤梅教授校外导师：甄建兵入学时间：２０１３年９月论文完成时间：２０１６年５月■Ｉ■学位论文独创性声明本

2、人所呈交的学位论文是巧在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的研究化果。据我所知，除文中已经注刚引用的内容外，本论文不包含其他个人己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名：寒造日期；店学位论文使用授权声明本人完全了解东北石油大学巧关保留、使用学位论文的规定。学校有权保留学位论文并向圓家主管部口或巧指定机构送义论文的电子版和纸质版，允许论文被查阅和借阅，、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文可Ｗ采用影印，可Ｗ公布论文的全

3、部或部分内容。东北石油大学有权将本人的学位论文加入《中图优秀硕±学位论文全文数据库》、《中閨博±学位论文全文数据库》巧编入《中国知识资源总库》。保密的学位论文在解密后适用本规定。学位论文作者签名：论文指导教师签名：其悼挺指导小组成畏遙名：ThesisfortheGraduateCandidateTestResearchonVirtualSimulationTrainingSystemofSmall-scaleWorkoverBasedonMulti-userCollaborationCandi

4、date:YueYanyanTutor:LiuXianmeiField:SoftwareEngineeringTrainingcategory：Full-timeType：ApplicationResearchDateoforalexamination:20thMay,2016University:NortheastPetroleumUniversity东北石油大学工程硕士专业学位论文多人协作的小修作业虚拟仿真培训系统研究摘要基于虚拟现实技术开发的三维虚拟仿真培训系统，因其沉浸、交互式的学习方式而广泛应用于各行业技术培训中

5、，也逐渐延伸至油田领域。现今，这种虚拟培训系统多数只能实现独立岗位的交互操作学习，在多人协作功能上还有一定欠缺。特别是应用于油田小修作业的这类对协作程度要求较高的培训系统，其多岗位人员间的实时交互技术有待突破。本文介绍了多人协作的小修作业虚拟仿真培训系统的研究背景、意义及相关技术的研究现状，阐述了虚拟现实技术、分布式虚拟现实技术相关概念。基于这些理论基础，探讨了适合多人协作系统应用的网络体系结构与开发模式，设计了多人协作的小修作业虚拟仿真培训系统的开发框架和功能结构。基于油田小修作业专业知识的获取，对其岗位任务知识进行了划

6、分，提出了培训过程的两种知识考察方法。基于CSCW理论研究了多人协作感知模型，提出了虚拟环境、操作行为、工作过程、交互参与四类感知信息的分类与实现方法。基于物理运动学定位算法及路径平滑处理技术的研究，实现了分布式虚拟环境下虚拟对象的航位预测方法，保证了系统的仿真效果及虚拟对象状态的一致性。完成了多人协作的小修作业虚拟仿真培训系统的实际开发，以油田小修作业标准操作规程为培训内容要点，基于Virtools软件集成了三维虚拟井场环境，并实现了虚拟环境下的虚拟角色与虚拟工具、设备的交互功能。基于VBS服务模式，实现了混合式网络架构

7、下客户端与服务器间的消息通讯，通过分布式对象的管理及本地对象的运动控制，实现用户角色“化身”的位置、方向、行为动作、聊天文字等信息的共享，达到了多人同时参与协作并进行修井训练的目的。本系统的新型开发模式很好的弥补了虚拟培训系统在多人协作方面的缺陷，有效的提高了培训效果，也为虚拟培训的未来发展方向开拓了新的思路。关键词：多人协作，小修作业，虚拟仿真，一致性，VirtoolsII东北石油大学工程硕士专业学位论文ResearchonVirtualSimulationTrainingSystemofSmall-scaleWorko

8、verBasedonMulti-userCollaborationABSTRACTThethree-dimensionalvirtualsimulationtrainingsystembasedonvirtualrealitytechnologyiswidelyusedinvariousindustri