基于虚拟现实的三维井场虚拟环境建模研究62.pdf

中国石油大学（华东）硕士学位论文基于虚拟现实的三维井场虚拟环境建模研究姓名：李瑞民申请学位级别：硕士专业：信息与通信工程指导教师：王延江20100501要摘采难度随着地质复杂情况不断加大对钻井工人进行钻前模拟培训成为必要。传统的钻井仿真系统通常是基于三维动画或者基于、际酰庵肿昃抡媾嘌迪低存在着种种问题如实现的功能较单一、画面沉浸感不强、缺乏交互性。随着虚拟现实技术在各行业有了长足的发展将虚拟现实技术应用在钻井仿真培训中成为可能。本文为了实现更加真实、更具有交互性的钻井仿真培训系统使用虚拟现实技术建立三维井场虚拟环境并且应用到仿真系统中。实软件的三维井场虚拟环境的建模方法并对软件的行为模块、重点研究。然后使用软件编写虚拟司钻控制台程序编写的境的功能。最后以正常钻进接单根为例详细介绍了虚拟环境在钻井仿真中的使用方法。本系统画面感真实、动态交互性能强较好的模拟了真实的钻井井场环境在实际关键词：钻井仿真；虚拟现实；；三维井场建模近年来随着石油资源成为国家战略的主要能源石油的开采量越来越大然而开本文在详细讨论虚拟现实技术特点、组成和应用的基础上提出了一种基于虚拟现通信模块和数据库读取脚本实现了虚拟司钻控制台通过网络动态控制三维井场虚拟环应用中有一定的现实意义。瑃鷗猟．；籚籘—琣疭．琒甌瓵．瑃．．瓵琱篋日期：碎年聀日日期：劢卜年日期：沁厶年关于学位论文的独创性声明学位论文使用授权书坏築‘只；。本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知除文中已经加以标注和致谢外本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果也不包含本人或他人为获得中国石油大学6或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志若有不实之处本人愿意承担相关法律责任。本人完全同意中国石油大学6有权使用本学位论文ǖú幌抻谄溆构徒谎宦畚模匝踅涣魑D康脑秃徒换谎宦畚模市硌宦畚谋徊樵摹保密学位论文在解密后的使用授权同上。对研究所做的任何贡献均己在论文中作出了明确的说明。学位论文作者签名：刷版和电子版褂梅绞桨ǖú幌抻冢罕Ａ粞宦畚模垂娑ㄏ蚬矣泄夭棵机借阅和复印将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。学位论文作者指导教师签名第乱论文研究背景及意义随着全球化市场竞争的加剧企业设备成本和人员成本在企业支出中的比例越来越大企业一直寻找减少成本的方法。由于计算机软硬件的飞速发展计算机图形处理技术获得了迅速的发展并形成新的学科因此使用单一的数字原型代替众多的实体原型成为企业减少成本的首选。其中数字原型指利用计算机图形处理技术设计能取代实体原型的虚拟化模型利用先进的虚拟仿真技术使用数字原型完全取代实体原型来进行研发钻井工程行业中也有这样的趋势众所周知在石油行业内钻井工程在石油勘探、开发过程中占据非常重要的位置。钻井工程施工是否顺利直接影响油气田的勘探、开发效率。随着开采难度的加大和自然环境的因素石油开采过程中各种作业工艺越来越复杂因此如何使钻井工人快速而且正确的掌握安全操作成为当今油田作业培训的首要任务而传统的钻井培训方法无非是教师讲解、观看图片动画、钻井模拟现场演练和真嘌敌Ч幻飨浴Ｓ捎诓捎媒淌Φシ矫娴慕步猓г焙苣颜嬲寤嶙昃こ讨嘌党杀靖摺＝⒆昃Ｄ庀殖〉某杀颈冉细撸萘返某〉睾褪奔涫艿胶芏嘞踩薹ūＵ稀Ｈ绻捎谜媸底昃殖。г焙苣延薪细叩陌踩馐叮绻生安全事故后果不堪设想。现阶段以网络培训为代表的培训技术在钻井工人培训中比重加大但是培训系统大多为文字、动画和简单的漫游演示系统无法实现实时交互式操作功能。而现有的钻井仿真系统一般是基于动画形式或者采用、热砑嘈吹模庵址抡嫦低只是在计算机上通过键盘、鼠标的操作来达到交互性的目的交互性能不是很强而且画面沉浸感不高与真实环境差别很大学员并不能通过这种方法快速的掌握钻井工实技术有着良好的交互性、沉浸性、利用虚拟现实技术的