基于混合现实技术的现代渔业装备虚拟实验室设计及开发

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混合现实技术作为虚拟仿真技术的前沿学科,近几年被广泛使用在医疗、教育、军事等领域。伴随着计算机图形学技术的发展,硬件可视化设备脱颖而出,传统的二维可视化转变成更具有沉浸性的三维可视化,使人们产生“身临其境”的感受。本论文以现代渔业装备实验室结合混合现实技术,创建出具有交互性的虚拟实验室。以自动鱿鱼钓机为实验对象,利用Solid Works和Maya构建研究对象的模型,采用Unity3D为开发工具,使用具有沉浸感的Action One混合现实硬件设备,开发出虚拟实验对象的拆装和模拟操作训练实验,解决了传统实验室中设备不足和设备笨重不好拆卸的问题,减少实验室的创建成本,为学生和研究人员提供了直接学习的作用。论文主要工作如下。首先,分析国内外虚拟实验室和现代渔业装备传统实验室的发展状况,根据国内外研究现状提出本文研究内容的可行性和必要性。确定本论文所需硬件设备,选择本文所使用的各类软件,根据实验对象的功能特点,分析软件的功能效果。完成了Unity3D与Action One之间的数据连接。其次,根据现代渔业装备实验室类型及功能,构建出现代渔业装备虚拟实验室内容。通过对现代渔业装备虚拟实验室的需求分析和虚拟实验平台设计原则,搭建现代渔业装备虚拟实验平台。最后,通过实验对象MY-7自动鱿鱼钓机的分析对比,绘制出实验对象的三维模型,根据实验对象的工作原理和装配工艺顺序添加人机交互步骤,采用光线追踪技术、坐标转换技术、碰撞检测技术实现虚拟实验对象的抓取、移动与装拆等功能。设计出具有文字提示的零件识别,根据对控制面板的学习,实现自动鱿鱼钓机的虚拟操作仿真。
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