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NY-FK03 沉浸式金属矿床地下开采VR仿真系统

南京弈星软件有限公司

文经理13327719965

一、系统采购的必要性

采矿工程专业传统的矿山实践学习受到现场条件、人力、物力和财力等因素限制,存在学习周期长、危险性大和可操作性差等弊端,因此国内许多高校的采矿工程专业学生接触矿山的机会较少,而采矿工程又是实践性较强的专业,这就使得采程工程专业学生对地下金属矿山环境不了解、对知识点理解较为困难。基于此困扰,金属矿床地下开采虚拟现实交互式实验教学系统通过对矿山进行仿真,对矿山各种机械设备增添交互元素,让学生完成实习时不可能完成的操作,观看到实习时不可能看到的生产场景,以此使学生对矿山开采工艺流程和各环节的注意事项有更深入的学习。

二、系统内容要求

1. 整体要求:

系统须依据国内典型且真实的金属矿山井下开采采矿方法,结合三维虚拟现实技术及多媒体技术构建完整可操作的虚拟仿真金属矿山井下开采采矿方法。系统须以C/S架构开发,可运行在windows操作系统中,通过头戴式HTC VIVE虚拟现实设备与手柄输入设备的交互,即可在系统中完成金属矿山的虚拟漫游(含:地上部分、井下部分);巷道掘进工艺;中深孔凿岩工艺;中深孔装药爆破工艺和出矿工艺,完整展示从地表到采场整个生产环节的工艺过程。系统须以人称视角操作,以真实矿工头顶照明的形式模拟真实井下的光源并参与工艺流程环节,让学生更具真实的操作使用相关设备、查看专业知识点、体验井下巷道布局结构,方便学生对金属矿山井下开采采矿方法全方面的了解与认知。系统要进行顶点照明优化、遮挡剔除优化、光照贴图优化等技术手段对三维场景模型、贴图、光照信息等GPU实时渲染过程进行优化处理,保证1920*1080分辨率下FPS达到80以上运行流畅不卡顿。可通过HTC手柄在场景中进行视角移动、旋转和场景交互操作。

2.三维仿真要求:

系统须采用Unity3D三维虚拟现实引擎开发,通过3D MAX或其它三维建模工具完成对真实金属矿山的三维模型仿真制作。三维模型要包含地表和井下两部分,地表三维模型部分要包含:提运检修作业区、员工排班房、提运厂、安全管理楼、生产技术楼、办公楼、翻车机、提升机、罐笼、员工更衣区、卷扬机、绞车、矿车等;井下三维模型部分要包含:巷道、金属网和锚杆支护、掘进台车、炸药、炮泥、导爆管雷管、炮棍、引爆器、中深孔凿岩台车、中深孔装药台车、铲运车;人物部分要包含:铲运车操作人员、装药台车操作人员、凿岩台车操作人员。三维动画部分要根据实际工艺模拟展示:掘进台车工作过程动画、中深孔凿岩台车工作过程动画、中深孔装药台车工作过程动画、铲运车工作过程动画以及三维人物操作各种车辆时的模拟肢体动画,以方便学生能直观、立体的感受到各种设备的工作过程。三维贴图分辨率至少要达到2048*2048分辨率以上,纹理清晰,动画模拟要贴近真实,不跳帧。

3.工艺仿真要求:

系统须通过主菜单选择进入不同工艺仿真模块,至少要包含:巷道掘进工艺;中深孔凿岩工艺;中深孔装药爆破工艺和出矿工艺。

巷道掘进工艺要求:可查看Boomer XL3D掘进台车、LH410柴油铲运车、导爆管雷管、掘进炸药管、炮棍、炮泥、引爆器的介绍;可查看掘进布孔、炸药装填知识点。根据系统提示驱动掘进台车进行作业;使用雷管、炸药、炮棍、炮泥完成炸药的装填;按系统提示离开爆破危险区设立警戒线并以警报通知危险区内作业岗位撤离,到达引爆地点,使用引爆器,引爆后待有毒有害气体散去,通过驱动铲运车出矿完成工艺流程。系统须模拟爆炸的震荡效果及烟雾效果,让学生体验感受并了解危险源对人体的伤害与危害。

中深孔凿岩工艺要求:可查看Simba H1354液压采矿台车的介绍;可查看中深孔凿岩知识点。根据系统提示驱动中深孔凿岩台车完成中深孔凿岩工艺流程。

中深孔装药爆破工艺要求:可查看NormetCharmec MC605DA装药台车、起爆弹、起爆针的介绍;可查看中深孔爆破知识点。根据系统提示将起爆弹装入中深孔装药台车的装药管,驱动装药台车完成装药过程,将导爆管与巷道起爆针连接,按系统提示离开爆破危险区,完成中深孔装药爆破工艺流程。系统须模拟爆炸的震荡效果及烟雾效果,让学生体验感受并了解危险源对人体的伤害与危害。

出矿工艺要求:可查看LH410柴油铲运车的介绍。可驱动铲运车完成铲运出矿工艺流程。

三、软件截图

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