地铁车辆与环境虚拟现实仿真研究

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1、分类号U2学校代码10590UDC629密级公开深圳大学硕士学位论文地铁车辆与环境虚拟现实仿真研究陈志文学位类别工程硕士专业学位专业名称机械工程学院（系、所）机电与控制工程学院指导教师姓名徐刚教授深圳大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文地铁车辆与环境虚拟现实仿真研究是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的

2、法律结果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日地铁车辆与环境虚拟现实仿真研究摘要随着城市交通拥堵的出现，城市轨道交通车辆的发展成为了解决交通拥堵必不可少的手段。由此可以预见，未来的几十年将迎来轨道交通车辆发展的繁荣时期。基于以上背景，本文通过运用虚拟现实技术对地铁车辆与环境虚拟现实仿真系统开发的可行性及开发方案的合理性进行探讨，最终完成了轨地铁车辆与环境虚拟现实仿真系统的设计以及开发工作。文章首先分析了背景需求和对系统进行了总体分析并对系统中各个模块进行了具体的分析，通过需求和分析确认了系统的设计目标和各个模块

3、的设计方案。在对系统分析的基础上，本文从软件的选择到具体手段、方法的实现都进行了相关的对比和研究，最终确定了模型的制作方案、虚拟场景的构建方案、用户操作界面(UI)的设计方案、软硬件交互及通讯的设计方案等。接着，详细的阐述了虚拟现实仿真系统的建立过程以及各个模块建立过程中的步骤和要点，包括：三维模型的建立、虚拟场景的构建、用户操作界面的建立、软硬件交互的实现、程序间通讯及不同系统间通讯的实现等。最后，探讨了系统实现过程中的关键技术以及技术难点，通过研究解决了列车运行的控制、列车运行路径的生成、列车行驶过程中逻辑

4、的实现以及各种画面特效的显示等技术难点。论文末尾总结了系统完成过程中出现的问题以及当前系统存在的不足之处，同时对系统未来的改进工作和优化工作进行展望和规划。目前设计完成的虚拟现实仿真系统能够实时的模拟地铁运行环境，并能够与轨道交通半物理仿真系统进行对接。联机版本利用与轨道交通半物理仿真系统的对接和模拟的地铁运行环境可以对半物理仿真系统中模拟的地铁列车进行性能的测试，使得测试结果更加直观，同时也规避了真实测试所存在的缺点，使得测试安全、经济、可靠。完成的系统不仅仅可用于测试，单机版本还可用于驾驶员的训练，作为高校

5、的实验设备等使用。单机版本也能够对地铁线路的规划和模拟运营进行仿真，使得在地铁的线路规划阶段对地铁线路进行优化成为可能。关键词：虚拟现实；轨道交通；模拟仿真IResearchonvirtualrealitysimulationofmetrovehicleandenvironmentAbstractWiththedevelopmentofthecitytrafficcongestion,cityrailtransitvehiclesbecometheessentialmeanstosolvethetrafficc

6、ongestion.Predictably,thecomingdecadeswillusherinarailvehicledevelopmentboom.Basedontheabovebackground,thispaperdiscussesthefeasibilityandrationalityofthedevelopmentofthevirtualrealitysimulationsystemofrailtransitvehiclesbyusingvirtualrealitytechnology.Final

7、ly,thedesignanddevelopmentofthevirtualsimulationsystemofrailtransitvehicleiscompleted.Thispaperfirstanalyzesthebackgroundrequirementsandtheoverallanalysisofthesystemandthevariousmodulesofthesystemareanalyzedindetail.Andthedesigngoalandthedesignschemeofeachmo

8、duleareconfirmedbytherequirementandanalysis.Thedesignofthemodel,theconstructionschemeofthevirtualscene,thedesignoftheuserinterface(UI),theinteractionofthesoftwareandhardwareandthedesignschemeoft