虚拟现实环境下综采工作面三机监测与动态规划方法

内容简介

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本书将“虚拟现实”“互联网+”“物联网”等新一代信息网络技术综合于一体, 构建真实综采工作面“三机”的实时工作运行状态的虚拟镜像, 开展VR监测与动态规划方法研究, 建立了一种3D全景显示、可靠性高、时效性强、画面清晰细腻的VR监测与规划系统, 取得了实质性的进展和成果 ; 革新了现有综采工作面“视频+数据”监测监控技术, 克服了目前主流监控模式视频和数据分离、承载受限、整合难度大、显示效果不佳等缺陷, 从技术上保证综采装备的安全运行。

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目录

前言第1章 绪论1．1 引言1．2 研究背景、目的与意义1．2．1 研究背景1．2．2 研究目的1．2．3 研究意义1．3 国内外研究动态1．3．1 综采工作面“三机”工况监测方法1．3．2 综采工作面“三机”VR场景仿真1．3．3 综采工作面“三机”VR监测1．3．4 综采工作面“三机”VR规划1．3．5 目前研究存在的问题和不足1．4 主要研究内容与技术路线1．5 小结第2章 综采工作面单机工况监测与虚拟仿真方法2．1 引言2．2 物理信息传感体系的建立2．2．1 采煤机传感器布置2．2．2 液压支架传感器布置2．2．3 刮板输送机传感器布置2．3 综采装备单机姿态监测方法2．3．1 采煤机姿态监测方法2．3．2 刮板输送机姿态监测方法2．3．3 液压支架姿态监测方法2．4 基于Unity3D的液压支架部件无缝联动方法2．4．1 液压支架虚拟仿真方法整体思路2．4．2 模型构建与修补2．4．3 虚实无缝联动方法2．4．4 人机交互模式与方法2．5 基于Unity3D的刮板输送机虚拟弯曲技术2．5．1 模型构建与修补2．5．2 刮板输送机虚拟弯曲技术2．6 基于Unity3D的采煤机虚拟记忆截割方法2．6．1 虚拟记忆截割理论与方法2．6．2 记忆截割数学模型2．6．3 实时虚拟采煤机滚筒高度补偿策略2．6．4 虚拟控制器2．6．5 虚拟交互2．6．6 采煤机虚拟记忆截割界面2．7 小结第3章 VR环境下综采工作面“三机”工况监测与仿真方法3．1 引言3．2 “三机”水平理想底板虚拟协同仿真3．2．1 “三机”水平理想底板虚拟协同/感知方法3．2．2 采煤机虚拟行走关键技术3．2．3 采煤机与液压支架相互感知技术3．2．4 液压支架与液压支架相互感知技术3．2．5 液压支架与刮板输送机相互感知技术3．2．6 虚拟“三机”与采煤工艺耦合技术3．2．7 时间、单位一致原理3．3 采煤机与刮板输送机进刀姿态耦合方法3．3．1 总体方法与思路3．3．2 弯曲段求解计算过程模型3．3．3 弯曲段溜槽姿态求解3．3．4 采煤机行走路径更新与解算3．3．5 液压支架推移液压缸伸长长度计算3．4 采煤机和刮板输送机联合定位定姿方法3．4．1 总体方法与思路3．4．2 单机定位定姿方法3．4．3 横向单刀运行采煤机与刮板输送机定位定姿耦合分析3．4．4 基于Unity3D的规划软件开发3．4．5 基于信息融合技术的定位定姿融合策略3．4．6 基于先验角度的反向映射标记策略3．5 群液压支架之间记忆姿态方法3．5．1 液压支架记忆姿态思想来源3．5．2 基于灰色马尔科夫理论与滚动预测方法的记忆姿态方法3．5．3 液压支架支撑高度与采煤机截割顶板轨迹关系分析3．5．4 记忆姿态VR监测方法3．6 小结第4章 VR环境下综采工作面“三机”工况监测系统4．1 引言4．2 综采工作面装备Digital Twin理论4．2．1 Digital Twin理论介绍4．2．2 综采工作面装备+“Digital Twin”融合4．3 VR+LAN“三机”工况监测系统总体框架设计4．3．1 系统设计目标4．3．2 总体设计4．3．3 硬件设计4．3．4 软件设计4．3．5 实时传感系统4．4 基于Unity3D的VR监测方法4．4．1 VR环境下状态变量的预留4．4．2 实时读取与接人数据方法4．4．3 底层数学模型实时计算方法4．4．4 采煤环境信息的实时渲染4．4．5 故障发生画面表示4．4．6 实时切换视频监控画面等方法在VR环境下的实现4．5 基于LAN的虚拟监测与实时同步方法4．5．1 主机协同方法与方式4．5．2 基于RPC技术的协同与数据流动4．6 多软件实时耦合策略4．6．1 组态王+SQL Server4．6．2 SQL Server+Unity3D4．6．3 Matlab软件计算结果处理4．7 原型系统开发4．8 小结第5章 VR环境下综采工作面“三机”动态规划方法5．1 引言5．2 “三机”VR协同规划环境框架设计5．2．1 总体框架5．2．2 “三机”协同数学模型5．2．3 基于MAS的“三机”协同规划模型5．2．4 “三机”协同VR规划方法5．3 “三机”协同数学模型构建5．3．1 采煤机牵引速度与刮板输送机运量耦合模型5．3．2 采煤机牵引速度、调高动作与煤岩环境耦合模型5．3．3 液压支架跟机控制与采煤机速度耦合策略5．3．4 液压支架跟机与顶底板条件耦合策略5．3．5 刮板输送机形态与液压支架推移液压缸耦合模型5．4 “三机”Agent模型构建5．4．1 采煤机Agent模型5．4．2 刮板输送机Agent模型5．4．3 液压支架Agent模型5．4．4 液压系统Agent模型5．4．5 井下环境Agent模型5．5 “三机”VR规划方法（FMUnitySim）5．5．1 井下环境建模5．5．2 时间、单位一致原理5．5．3 GUI界面与交互5．6 小结第6章 VR环境下综采工作面“三机”监测与规划方法试验6．1 引言6．2 试验设备与环境介绍6．2．1 综采装备成套试验系统6．2．2 综采装备样机系统6．2．3 所需要的传感器及部分信号采集传输设备6．3 单机姿态监测方法6．3．1 采煤机和刮板输送机姿态监测方法6．3．2 液压支架姿态监测方法6．3．3 试验结论6．4 VR环境下综采工作面“三机”工况监测与仿真方法6．4．1 虚拟记忆截割试验6．4．2 弯曲段进刀试验6．4．3 采煤机和刮板输送机联合定位定姿试验6．4．4 群液压支架记忆姿态试验6．4．5 试验结论6．5 VR监测系统和方法试验6．5．1 液压支架VR监测试验6．5．2 局域网协同试验6．5．3 VR+LAN“三机”工况监测试验6．5．4 试验结论6．6 “三机”规划试验6．6．1 “三机”规划条件设置6．6．2 仿真试验设计6．6．3 *佳参数匹配6．6．4 试验结论6．7 小结参考文献

封面

书名:虚拟现实环境下综采工作面三机监测与动态规划方法

作者:谢嘉成著

页数:166页

定价:¥55.0

出版社:机械工业出版社

出版日期:2019-12-01

ISBN:9787111635628

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