基于虚拟现实技术的3D仿真系统

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着计算机、网络和仿真技术的飞速发展，系统仿真己经逐步从传统的‘一最值曲线仿真进入了3D立体分布式仿真的时代。本文论述的基于虚拟现实技术的3D仿真环境来源于国家自然科学基金重点项目，主要是为机器人在未知环境中的路径规划问题提供动态的虚拟环境、实现控制系统仿真过程的图形化与立体化.本文的主要工作就是设计、实现该仿真环境，并将该环境应用移动机器人在未知环境下的路径规划问题。本文首先对系统进行了结构的分析和设计，将整个系统划分为表现、通讯和控制三个相互关联的层次。之后采用虚拟现实建模语言创建了虚拟场景，实现了系统的表现层，再通过Java中的Applet、多线程以及S

2、ocket等多项技术编写了通讯层程序，利用MATLAB.SIMULINK相关技术实现了控制层。最后，又将整个系统的各个层次进行了综合调试，完成了设计任务。本文涉及到了当今网络中较为流行的虚拟现实技术、Java通讯技术以及MATLAB和SIMULINK等诸多方面，是一个比较完备的3D仿真环境，由于系统设计的低祸合性，使得它可以应用于多种仿真任务，是可视化仿真中性价比非常高的一种选择方案。本系统研制为仿真过程的可视化、立体化打下了良好的基础，为系统的进一步研究作了非常重要的铺垫，对于我国仿真技术的提高有着较为重要的意义。关键词虚拟现实;MATLAB;SIMULINK;Java;套接字;哈尔滨工业大

3、学工学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofcomputerscienceINTERNETandsimulationtechnology,systemsimulationhasgoneintothe3Ddistributedepochfromtraditionalnumericalsimulation.Thispaperdiscussesthe3DsimulationenvironmentbasedonthevirtualrealitytechnologysupportedbyNationalScienceFoundationofChina.Itmainlypro

4、videsdynamicvirtualenvironmentforthevehiclesinchangingcircumstanceandalsocarriesoutthethree-dimensionalgraphicssimulation.Thispaper'schieftaskistodesignandimplementthisenvironment,andalsoapplyittosolvethemotioncontrolproblemofthevehiclesinchangingcircumstance.Firstly,systemstructureisanalyzedanddesi

5、gned.Systemiscarvedupintorepresentationcommunicationandcontrollayers.Andvirtualenvironmentiscreatedthroughvirtualrealitymodelinglanguagetoachieverepresentationlayer.ThencommunicationprogramisfinishedbyusingAppletmulti-threadandSockettechnologyofJava.ControllayerisaccomplishedbyuseofMATLABandSIMULINK

6、.Finally,allthelayersareintegratedtofinishthissystem.ThispaperisinvolvedinvirtualrealityJavacommunicationMATLABandSIMULINK,itgivesoutonecomplete3Dsimulationenvironment.Becauseoflowcoupling,thesystemcanbeappliedintomanysimulationmissions.It'salowcostsolutionforvisualsimulation.Thedevelopmentofthissys

7、temisabaseforvisualsimulationandapreparationforfurtherresearch.Itismeaningfulforimprovingourcountry'ssimulationtechnology.KeywordsVirtualReality;MATLAB;SIMULINK;Java;Socket哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第1章绪论1.1计算机仿真