[00988990]面向人机工程及虚拟样机测试的农业装备虚拟现实系统平台的建立

作为虚拟现实技术的一项重要应用，目前国内外针对农业装备基于虚拟现实技术方面的公开研究比较少见，本课题基于Creator、VegaPrime及三通道立体投影、多设备交互的虚拟现实软硬件系统，构造出身临其境的虚拟场景，建立了基于PC和中低端投影机的、能够进行实时交互的虚拟现实仿真环境，实现了UG三维模型与仿真环境接口的无缝连接、农业装备虚拟样机性能仿真试验及其驾驶室的人机工程学虚拟仿真性能评价，并成功进行了测试。在研究过程中，着重解决了虚拟现实投影系统中的校正融合、同步驱动，以及虚拟仿真过程中的模型转换和校验、试验场的建立和虚拟试验、复现等关键技术问题。取得了如下的创新性成果：(1)开发了基于PC的三通道、108度宽视场柱幕、被动立体显示的虚拟现实系统，具有功能齐全、成本低廉、易于维护与升级的特点；(2)解决了农业装备UG模型到Creator虚拟现实模型的接口技术问题，为农业装备的虚拟现实应用提供了基础条件。(3)成功地开发了具有复杂场景的拖拉机虚拟试验场景；(4)利用虚拟现实技术和拖拉机动力学建模技术，研究和实现了拖拉机试验复现、实时试验以及碰撞等运动过程。使设计者得到逼真、有沉浸感的3D效果，大大提高了设计的效率和协同性。本课题所建立的农业装备虚拟试验系统平台结合拖拉机动力学理论，首次将虚拟现实技术应用于农业装备方向，能够在农业装备设计制造过程中，实现模型的三维显示和实时驱动，以及进行整机性能的虚拟试验，可以进行实时交互，使设计者沉浸其中，更加直接和直观的感受试验过程和拖拉机外观效果、内部元件布置合理性，给出相应的改进建议，对优化产品设计、避免或减少物理模型制作、降低成本，提高产品质量和生产效率能够产生重大的效益。