针对物料搬运的现实工作环境,尤其是涉及到可能对人的生命安全造成威胁的操作环境,以既能人机协调、又能操作安全,从而有效地完成作业为目标,构建了模拟作业机械远程取物的交互式虚拟工作平台。 以港口的装卸作业为物料搬运远程操作的背景,以典型的取物机械——叉车作为控制对象,运用虚拟现实技术,通过在VC++开发环境中利用WTK专业软件并结合3DS、Pro/E、UG等三维建模软件对码头货场工作环境进行了真实再现。将操作人员考虑进虚拟工作环境中,利用手势和视点反映操作者的控制行为,以慧鱼创意组合的移动取物小车为实验受控对象,构建了人在回路仿真系统。主要进行了如下研究: 1) 探讨了虚拟现实作为一种人机交互理念存在的必然以及人类感官的工作机理和人机交互的机制。 2) 在对虚拟实体进行了几何、物理特性和行为建模的基础上开展了基于包围盒的碰撞检测技术研究。 3) 以数据手套和立体眼镜为典型的人机交互接口,对立体视图生成算法和手势的合成及识别技术进行了研究。 4) 对空间球进行视点跟踪控制进行了研究,初步尝试了声音与虚拟环境的协调。 在上述研究的基础上,开发了一套人、计算机和作业机械相结合进行物料搬运远程作业的、基于WTK的桌面虚拟现实仿真系统。该系统把计算机生成的多维信息融合的虚拟环境作为人和作业机械间联系的桥梁,用户可以在系统中综合运用数据手套、空间球、键盘等人机交互设备完成对仿真过程的控制,并通过立体眼镜了解仿真的执行情况,从而修正相应的控制策略,达到预期的控制效果。