基于虚拟现实技术的实时监控系统研究

论文摘要

虚拟现实技术是在很多领域都广泛应用的技术,将虚拟现实技术融入不可达现场信息监控系统体系中,目标是用视觉、音效和动态参数的二维可视化建立一种高度融洽的人机关系,实现虚拟场景与现场信息的实时交互性,用具有机器智能与现场真实感相结合的可视化环境,体现人机相融的新型控制理念。 本文基于虚拟现实技术,将三维虚拟场景实现技术引入到监控中,研究现场虚拟监控系统的组件化体系结构,提交总体技术和智能体的研究成果,提出虚拟现实建模模块(DirectX部分中的Direct Draw)、控制模块(Wincc)和人机交互模块构架(DirectX中Direct Input)、数据交换模块(Wincc中的OPC Server与自己编写的OPC Client),并针对一具体控制对象建立实验室系统,已取得较好的效果。 该系统不仅对各种数据实施虚拟现场监控,而且人机交互模块的功能可以把这些数据在PC的内存中定位,实现与企业MIS的无缝连接。功能丰富的人机交互界面,使用户能轻松的驾驭监控系统。该系统研究开发的智能(OPC Sever &Client)系统可以简化自动化系统数据交换的复杂度。因而本论文的实现可使一个复杂的工程控制问题简单化。本研究的未来成果可作为下一步研究过程综合自动化系统的一个基础台阶,也可作为适应于高智能化控制系统的一个设计和应用平台。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 概述
• 1.1 虚拟现实技术的概念
• 1.2 虚拟现实系统的特点
• 1.3 虚拟现实系统的研究领域
• 1.4 虚拟现实技术的应用领域
• 1.5 虚拟现实实现的方法和关键技术
• 1.5.1 虚拟现实实现的方法与表现方式
• 1.5.2 虚拟现实使用的技术与设备
• 1.6 虚拟现实系统研究的现状
• 1.7 本课题研究的意义和研究内容
• 1.7.1 本课题研究的特点及意义
• 1.7.1.1 本课题研究的特点
• 1.7.1.2 本项目研究的意义
• 1.7.2 本课题研究所作的内容
• 第二章 虚拟现实技术的实现
• 2.1 本项目中虚拟现实的组成及实现
• 2.1.1 Wincc部分
• 2.1.1.1 Wincc与COM简介
• 2.1.1.2 Wincc的特点
• 2.1.1.3 OPC的概念与Smatic wincc的关系及其作用
• 2.1.2 Direct X部分
• 2.1.2.1 Direct X的组成
• 2.1.2.2 Direct X的功能
• 2.1.2.3 Direct X的发展历史及处理3D方式的发展变化
• 2.1.2.4 Direct3D简介
• 2.1.2.5 DirectShow的系统组成
• 2.1.3 OpenGL部分
• 2.1.3.1 OpenGL简介
• 2.1.3.2 OpenGL的发展历史
• 2.1.4 Direct X和OpenGL的区别和未来发展
• 第三章 基于虚拟现实监控系统的实现
• 3.1 概述
• 3.2 实施步骤
• 3.3 具体实施方法
• 3.3.1 安装软件
• 3.3.2 OPC的连接及运行
• 3.3.3 Direct X初始化
• 3.3.4 主循环
• 3.3.4.1 清除场景和渲染场景
• 3.3.4.2 矩阵转换
• 3.3.4.3 绘制3D物体
• 3.3.5 本章小结
• 第四章 总结与展望
• 4.1 运行结果
• 4.1.1 系统说明
• 4.1.2 界面显示及实际运行
• 4.2 全文总结
• 4.3 存在的问题与建议
• 参考文献
• 附录A 攻读工程硕士期间发表的论文目录
• 致谢