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基于VR技术的煤巷综掘仿真系统的研究与开发的开题报告一、选题背景煤矿作为我国的主要能源源头，在国民经济中扮演着重要的角色。然而，煤矿事故的发生频率依然较高，主要原因之一就是煤巷综掘过程中的安全风险较大，需要非常谨慎地操作。传统的煤巷综掘方式依赖地面监测和指导，操作过程中，巷道内的地质情况、瓦斯含量、温度等数据无法及时获取，工人需要通过经验和想象来进行操作，容易导致失误。因此，开发一种基于VR技术的煤巷综掘仿真系统，对提升煤矿安全和生产效率具有重要作用。二、研究内容本研究旨在开发一种基于VR技术的煤巷综掘仿真系统，主要研究内容包括：1.煤巷综掘流程建模了解煤巷综掘的工作流程及其要求，通过分析煤巷综掘的流程及工作环境，建立仿真模型。2.VR场景设计与开发依据煤巷的实际场景，采用Unity3D等VR开发软件创建与煤巷实际场景相似度高的虚拟环境，通过模拟观察、交互等操作方式提高仿真真实性。3.行为控制与交互技术研究通过开发可用的人机交互控制和样机，使通过人工和计算机程序进行交互变得更容易，并便于学习。设计合适的控制器，实现工人在虚拟环境中的动作交互。4.数据采集与分析将数据采集技术应用于仿真系统中，采集虚拟环境中的各种数据，包括岩层信息、瓦斯成分、地温等，并通过分析这些数据的规律，为确定煤巷综掘工作的安全边界提供支持。三、研究意义1.提高煤矿生产效率通过基于VR技术的煤巷综掘仿真系统，能够有效提升工人在现实中的工作效率，进而提高煤矿生产效率。2.降低安全事故发生率仿真系统可以帮助工人了解现实中的安全边界，发掘隐患并及时预警，从而降低安全事故发生率。3.推动VR技术应用基于VR技术的煤巷综掘仿真系统应用的推广，将促进VR技术的发展和应用。四、研究计划与安排本研究计划分两个阶段进行：第一阶段：1.完成煤巷综掘流程建模、VR场景设计与开发等任务；2.完成行为控制与交互技术研究；第二阶段：3.数据采集与分析；4.系统优化调整。研究期限为两年，大致时间安排：第一年：1.调研和文献综述；2.流程建模和VR场景设计；3.行为控制与交互技术研究。第二年：1.数据采集与分析；2.系统优化调整。五、预期成果1.一种基于VR技术的煤巷综掘仿真系统原型，具备基本的观察、交互等功能；2.一篇学术论文，阐述基于VR技术的煤巷综掘仿真系统的设计和开发过程；3.一份指导手册，介绍仿真系统的基本用法和技术要点。六、参考文献1.高大春，刘涛.基于虚拟现实技术的模拟煤矿出矸过程研究[J].中国安全生产科学技术,2020,16(7):124-128.2.许燕,吴江兴,滕士良,李岩.基于虚拟现实技术的煤矿井下扫描仪操作仿真系统[J].煤炭工程,2020,52(04):1-5.3

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