Реализация взаимодействия со смесителем в составе VR-тренажёра работы на промышленном химическом оборудовании

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Анализ аналогичных приложений 7
2 Инструменты для разработки VR-тренажёра 14
2.1 Unity 14
2.2 Steam VR 14
2.3 Microsoft Visual Studio 15
2.4 Blender 15
2.5 Substance Painter 16
3 Проектирование 17
3.1 План разработки приложения 17
3.2 Сбор и анализ данных 18
3.3 Формирование требований к разработке 22
3.4 Проектирование 3D-контента 23
3.4.1 Общие требования к 30-моделям 23
3.4.2 3D-модель цеха 24
3.4.3 3D-модель смесителя 25
3.4.4 3D-модели ингредиентов 26
3.5 Симуляция работы со смесителем 27
3.5.1 Сценарий 27
3.5.2 Структура программы 29
4 Реализация 33
4.1 Создание 3D-моделей 33
4.1.1 3D-модель цеха 33
4.1.2 3D-модель смесителя 36
4.1.3 3D-модели ингредиентов 38
4.2 Разработка программного кода 40
4.2.1 Программная реализация управления смесителем 40
4.2.2 Программная реализация отслеживания столкновения частиц
ингредиентов с объектами виртуальной среды 46
4.2.3 Программная реализация системы смешивания ингредиентов в
барабане смесителя 49
4.2.4 Программная реализация выгрузки ингредиентов и смеси 55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 60
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 61
Купить

VR-тренажёр - симуляция реальных объектов (или одного объекта) и процессов взаимодействия с ними в виртуальной среде на основе алгоритмов и сценариев, реализованных в программе обучения тренажёра.
VR-тренажёры позволяют заменить взаимодействие человека с реальными предметами (оборудование, инструменты, механические или электрические приборы и т.д.), для которых освоение их использование может быть опасным или невозможным по тем или иным причинам (на момент написания ВКР одной из такой причин является пандемия, связанная с распространением вируса COVID-19). Помимо замены взаимодействия с конкретными объектами, VR-тренажёры могут заменять учения при различных экстремальных и опасных для жизни ситуациях, таких как пожар в здании для рядового гражданина или отказ всех двигателей самолёта для начинающего пилота.
Помимо сведения риска во время обучения к минимуму, VR-тренажёры позволяют заменять реальное оборудование или учебные стенды и установки, и тем самым сократить их износ, а также избавиться от необходимости выделять крупные здания или территории для обучения персонала, что в общем счёте даёт экономическую выгоду.
Для воссоздания объектов окружения моделируемой среды необходимы трёхмерные модели, созданные по требованиям создания 3 D-моделей для игровых движков. Для моделирования и симуляции различных процессов и ситуаций, происходящих как при участии пользователя, так и без него, необходимы функции, реализованные в скриптах.
Каждая среда, которую необходимо воссоздать, обладает рядом отличительных и уникальных процессов и особенностей. А также, несмотря на то, что VR-технологии становятся всё популярнее, их применение не имеет широкого распространения, и, многие предприятия, использующие данные технологии для реализации тренажёров, используют их исключительно для внутреннего пользования.
Цель работы: реализовать симуляцию взаимодействия со смесителем в составе VR-тренажёра работы на промышленном химическом оборудовании.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
1. изучить и проанализировать существующие аналогичные приложения;
2. спроектировать систему взаимодействия пользователя с окружением виртуальной реальности;
3. создать SD-модели, необходимые для воссоздания среды и симуляции работы пользователя со смесителем;
4. спроектировать алгоритм работы со смесителем;
5. спроектировать систему оценивания действий пользователя;
6. реализовать симуляцию работы со смесителем и систему оценивания действий пользователя.

Купить