虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下綜采工作面三機(jī)監(jiān)測與動態(tài)規(guī)劃方法

前言
第1章 緒論
1．1 引言
1．2 研究背景、目的與意義
1．2．1 研究背景
1．2．2 研究目的
1．2．3 研究意義
1．3 國內(nèi)外研究動態(tài)
1．3．1 綜采工作面“三機(jī)”工況監(jiān)測方法
1．3．2 綜采工作面“三機(jī)”VR場景仿真
1．3．3 綜采工作面“三機(jī)”VR監(jiān)測
1．3．4 綜采工作面“三機(jī)”VR規(guī)劃
1．3．5 目前研究存在的問題和不足
1．4 主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線
1．5 小結(jié)
第2章 綜采工作面單機(jī)工況監(jiān)測與虛擬仿真方法
2．1 引言
2．2 物理信息傳感體系的建立
2．2．1 采煤機(jī)傳感器布置
2．2．2 液壓支架傳感器布置
2．2．3 刮板輸送機(jī)傳感器布置
2．3 綜采裝備單機(jī)姿態(tài)監(jiān)測方法
2．3．1 采煤機(jī)姿態(tài)監(jiān)測方法
2．3．2 刮板輸送機(jī)姿態(tài)監(jiān)測方法
2．3．3 液壓支架姿態(tài)監(jiān)測方法
2．4 基于Unity3D的液壓支架部件無縫聯(lián)動方法
2．4．1 液壓支架虛擬仿真方法整體思路
2．4．2 模型構(gòu)建與修補(bǔ)
2．4．3 虛實(shí)無縫聯(lián)動方法
2．4．4 人機(jī)交互模式與方法
2．5 基于Unity3D的刮板輸送機(jī)虛擬彎曲技術(shù)
2．5．1 模型構(gòu)建與修補(bǔ)
2．5．2 刮板輸送機(jī)虛擬彎曲技術(shù)
2．6 基于Unity3D的采煤機(jī)虛擬記憶截割方法
2．6．1 虛擬記憶截割理論與方法
2．6．2 記憶截割數(shù)學(xué)模型
2．6．3 實(shí)時(shí)虛擬采煤機(jī)滾筒高度補(bǔ)償策略
2．6．4 虛擬控制器
2．6．5 虛擬交互
2．6．6 采煤機(jī)虛擬記憶截割界面
2．7 小結(jié)
第3章 VR環(huán)境下綜采工作面“三機(jī)”工況監(jiān)測與仿真方法
3．1 引言
3．2 “三機(jī)”水平理想底板虛擬協(xié)同仿真
3．2．1 “三機(jī)”水平理想底板虛擬協(xié)同/感知方法
3．2．2 采煤機(jī)虛擬行走關(guān)鍵技術(shù)
3．2．3 采煤機(jī)與液壓支架相互感知技術(shù)
3．2．4 液壓支架與液壓支架相互感知技術(shù)
3．2．5 液壓支架與刮板輸送機(jī)相互感知技術(shù)
3．2．6 虛擬“三機(jī)”與采煤工藝耦合技術(shù)
3．2．7 時(shí)間、單位一致原理
3．3 采煤機(jī)與刮板輸送機(jī)進(jìn)刀姿態(tài)耦合方法
3．3．1 總體方法與思路
3．3．2 彎曲段求解計(jì)算過程模型
3．3．3 彎曲段溜槽姿態(tài)求解
3．3．4 采煤機(jī)行走路徑更新與解算
3．3．5 液壓支架推移液壓缸伸長長度計(jì)算
3．4 采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)聯(lián)合定位定姿方法
3．4．1 總體方法與思路
3．4．2 單機(jī)定位定姿方法
3．4．3 橫向單刀運(yùn)行采煤機(jī)與刮板輸送機(jī)定位定姿耦合分析
3．4．4 基于Unity3D的規(guī)劃軟件開發(fā)
3．4．5 基于信息融合技術(shù)的定位定姿融合策略
3．4．6 基于先驗(yàn)角度的反向映射標(biāo)記策略
3．5 群液壓支架之間記憶姿態(tài)方法
3．5．1 液壓支架記憶姿態(tài)思想來源
3．5．2 基于灰色馬爾科夫理論與滾動預(yù)測方法的記憶姿態(tài)方法
3．5．3 液壓支架支撐高度與采煤機(jī)截割頂板軌跡關(guān)系分析
3．5．4 記憶姿態(tài)VR監(jiān)測方法
3．6 小結(jié)
第4章 VR環(huán)境下綜采工作面“三機(jī)”工況監(jiān)測系統(tǒng)
4．1 引言
4．2 綜采工作面裝備Digital Twin理論
4．2．1 Digital Twin理論介紹
4．2．2 綜采工作面裝備+“Digital Twin”融合
4．3 VR+LAN“三機(jī)”工況監(jiān)測系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)
4．3．1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)
4．3．2 總體設(shè)計(jì)
4．3．3 硬件設(shè)計(jì)
4．3．4 軟件設(shè)計(jì)
4．3．5 實(shí)時(shí)傳感系統(tǒng)
4．4 基于Unity3D的VR監(jiān)測方法
4．4．1 VR環(huán)境下狀態(tài)變量的預(yù)留
4．4．2 實(shí)時(shí)讀取與接人數(shù)據(jù)方法
4．4．3 底層數(shù)學(xué)模型實(shí)時(shí)計(jì)算方法
4．4．4 采煤環(huán)境信息的實(shí)時(shí)渲染
4．4．5 故障發(fā)生畫面表示
4．4．6 實(shí)時(shí)切換視頻監(jiān)控畫面等方法在VR環(huán)境下的實(shí)現(xiàn)
4．5 基于LAN的虛擬監(jiān)測與實(shí)時(shí)同步方法
4．5．1 主機(jī)協(xié)同方法與方式
4．5．2 基于RPC技術(shù)的協(xié)同與數(shù)據(jù)流動
4．6 多軟件實(shí)時(shí)耦合策略
4．6．1 組態(tài)王+SQL Server
4．6．2 SQL Server+Unity3D
4．6．3 Matlab軟件計(jì)算結(jié)果處理
4．7 原型系統(tǒng)開發(fā)
4．8 小結(jié)
第5章 VR環(huán)境下綜采工作面“三機(jī)”動態(tài)規(guī)劃方法
5．1 引言
5．2 “三機(jī)”VR協(xié)同規(guī)劃環(huán)境框架設(shè)計(jì)
5．2．1 總體框架
5．2．2 “三機(jī)”協(xié)同數(shù)學(xué)模型
5．2．3 基于MAS的“三機(jī)”協(xié)同規(guī)劃模型
5．2．4 “三機(jī)”協(xié)同VR規(guī)劃方法
5．3 “三機(jī)”協(xié)同數(shù)學(xué)模型構(gòu)建
5．3．1 采煤機(jī)牽引速度與刮板輸送機(jī)運(yùn)量耦合模型
5．3．2 采煤機(jī)牽引速度、調(diào)高動作與煤巖環(huán)境耦合模型
5．3．3 液壓支架跟機(jī)控制與采煤機(jī)速度耦合策略
5．3．4 液壓支架跟機(jī)與頂?shù)装鍡l件耦合策略
5．3．5 刮板輸送機(jī)形態(tài)與液壓支架推移液壓缸耦合模型
5．4 “三機(jī)”Agent模型構(gòu)建
5．4．1 采煤機(jī)Agent模型
5．4．2 刮板輸送機(jī)Agent模型
5．4．3 液壓支架Agent模型
5．4．4 液壓系統(tǒng)Agent模型
5．4．5 井下環(huán)境Agent模型
5．5 “三機(jī)”VR規(guī)劃方法（FMUnitySim）
5．5．1 井下環(huán)境建模
5．5．2 時(shí)間、單位一致原理
5．5．3 GUI界面與交互
5．6 小結(jié)
第6章 VR環(huán)境下綜采工作面“三機(jī)”監(jiān)測與規(guī)劃方法試驗(yàn)
6．1 引言
6．2 試驗(yàn)設(shè)備與環(huán)境介紹
6．2．1 綜采裝備成套試驗(yàn)系統(tǒng)
6．2．2 綜采裝備樣機(jī)系統(tǒng)
6．2．3 所需要的傳感器及部分信號采集傳輸設(shè)備
6．3 單機(jī)姿態(tài)監(jiān)測方法
6．3．1 采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)姿態(tài)監(jiān)測方法
6．3．2 液壓支架姿態(tài)監(jiān)測方法
6．3．3 試驗(yàn)結(jié)論
6．4 VR環(huán)境下綜采工作面“三機(jī)”工況監(jiān)測與仿真方法
6．4．1 虛擬記憶截割試驗(yàn)
6．4．2 彎曲段進(jìn)刀試驗(yàn)
6．4．3 采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)聯(lián)合定位定姿試驗(yàn)
6．4．4 群液壓支架記憶姿態(tài)試驗(yàn)
6．4．5 試驗(yàn)結(jié)論
6．5 VR監(jiān)測系統(tǒng)和方法試驗(yàn)
6．5．1 液壓支架VR監(jiān)測試驗(yàn)
6．5．2 局域網(wǎng)協(xié)同試驗(yàn)
6．5．3 VR+LAN“三機(jī)”工況監(jiān)測試驗(yàn)
6．5．4 試驗(yàn)結(jié)論
6．6 “三機(jī)”規(guī)劃試驗(yàn)
6．6．1 “三機(jī)”規(guī)劃條件設(shè)置
6．6．2 仿真試驗(yàn)設(shè)計(jì)
6．6．3 最佳參數(shù)匹配
6．6．4 試驗(yàn)結(jié)論
6．7 小結(jié)
參考文獻(xiàn)