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      伴隨著DCS在工業(yè)工程控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，監(jiān)控組態(tài)軟件作為DCD軟件系統(tǒng)的重要組成部分得到了飛速發(fā)展，已經(jīng)成為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的核心。然而，當(dāng)前組態(tài)軟件構(gòu)建的人機(jī)監(jiān)控界面存在著諸多不足，如人機(jī)交互性差、工藝流程畫(huà)面表現(xiàn)力弱、動(dòng)畫(huà)呆板等界面不友好的情況。監(jiān)控人員長(zhǎng)時(shí)間面對(duì)這樣的監(jiān)控界面，很容易產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，導(dǎo)致誤操作。于是人們對(duì)組態(tài)軟件提出了更高的要求，希望能夠生成更加人性化、交互性強(qiáng)以及高效的人機(jī)監(jiān)控界面。
      虛擬現(xiàn)實(shí)三維交互技術(shù)自從它的誕生以來(lái)，一直受到人們的廣泛關(guān)注。被應(yīng)用到軍事、游戲制作、藝術(shù)等眾多領(lǐng)域。借助虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境完成對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控同樣具有十分重要的價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景，它將改變現(xiàn)有工業(yè)組態(tài)軟件中簡(jiǎn)單、枯燥的人機(jī)交互形式。



       三維的虛擬環(huán)境人機(jī)交互不同于傳統(tǒng)的WIMP圖形交互技術(shù)。除了多通道交互手段這個(gè)特點(diǎn)之外，還有的一個(gè)鮮明特點(diǎn)是虛擬環(huán)境中采用六自由度輸入設(shè)備的交互方式。由于自由度的增加，使得三維交互的復(fù)雜性大大提高。其次，窗口、菜單、圖標(biāo)和傳統(tǒng)的二維光標(biāo)在三維交互環(huán)境缺乏空間感，同時(shí)也使得交互過(guò)程非常不自然，交互操作任務(wù)很難方便地執(zhí)行，因此，交互方式的進(jìn)步，甚至提出新形式的三維交互成為重要的需求方向。



       為此，燃動(dòng)數(shù)字在分析了當(dāng)前虛擬環(huán)境的人機(jī)交互技術(shù)不足的基礎(chǔ)上，結(jié)合三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)，以及智能控制等領(lǐng)域的研究成果，開(kāi)發(fā)出更具人性化，模擬自然交互方式的人機(jī)交互平臺(tái)，并對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了超現(xiàn)實(shí)的模擬。主要表現(xiàn)為：

    （1）實(shí)現(xiàn)了一種智能化創(chuàng)建三維虛擬場(chǎng)景平臺(tái)導(dǎo)航圖的方法，開(kāi)發(fā)出靈活，實(shí)用的平面導(dǎo)航圖，增強(qiáng)了三維監(jiān)控界面人機(jī)交互的能力。總結(jié)常見(jiàn)的平面導(dǎo)航圖的創(chuàng)建方法，分析他們的優(yōu)點(diǎn)，并根據(jù)虛擬場(chǎng)景建立的快速性需要，設(shè)計(jì)了一種滿(mǎn)足該要求的導(dǎo)航圖的創(chuàng)建方法，開(kāi)發(fā)出具有指導(dǎo)自動(dòng)化工作人員虛擬漫游，以及完成目標(biāo)查找任務(wù)的平面導(dǎo)航圖。實(shí)驗(yàn)證明該方法能自動(dòng)根據(jù)場(chǎng)景建立相應(yīng)的平面導(dǎo)航圖，并能根據(jù)場(chǎng)景的改變而實(shí)時(shí)變化。   

    （2）在適用于工業(yè)監(jiān)督領(lǐng)域的三維交互界面中，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種在虛擬漫游中基于檢測(cè)視線相交距離的智能碰撞檢測(cè)算法。本文利用模糊技術(shù)魯棒性強(qiáng)和在解決不確定性問(wèn)題上的優(yōu)勢(shì)，將模糊邏輯應(yīng)用在根據(jù)碰撞檢測(cè)相交距離來(lái)控制視點(diǎn)移動(dòng)的步長(zhǎng)上。這方法改變了以往三維虛擬場(chǎng)景以固定步長(zhǎng)漫游的呆板性，它實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)漫游者視線與物體的距離，并根據(jù)該距離實(shí)時(shí)調(diào)整漫游步長(zhǎng)，提醒漫游者改變方向，解決了由于視點(diǎn)移動(dòng)速度固定帶來(lái)的難以捉摸較小的監(jiān)控設(shè)備、觀察儀表的數(shù)據(jù)等問(wèn)題，以達(dá)到更好的監(jiān)視控制場(chǎng)景設(shè)備的目的。