在我国打造制造新优势,推动工业转型升级,从而加快制造强国建设、改善人民生活水平的大背景下,挖掘机等工程车辆在路桥、隧道、土建等基础建设投资中发挥了关键的作用。而挖掘机在工作时难免会遇到诸如塌方、火灾、辐射等特殊情况不仅增加施工难度和工期成本,还会严重威胁驾驶员的人身安全。为了解决以上问题最好的办法就是实现人机分离,即驾驶员远程操控挖掘机完成工作。然而一般的远程操控为静态控制,驾驶员无法感知挖掘机的运动状态和工作状况,没有临场感体验势必会降低工作效率,甚至引发事故。因此,本文开展基于VR的挖掘机远程操控模拟平台的相关研究。首先,本文就基于VR的挖掘机远程操控模拟平台进行总体方案设计,其分为面向模拟作业环境的挖掘机模拟操作系统和面向实际作业环境的挖掘机远程操控系统,并确定了这两个系统的基本架构与功能模块。然后,以Stewart平台为挖掘机运动的模拟平台,辅以运动控制模块和操控主手,结合VR设备以及专门开发的软件系统,搭建了能够模拟挖掘机作业的模拟操作系统。通过建立Stewart平台的运动学反解模型以及应用体感算法,成功实现了对挖掘机运动状态和工作状况的模拟。其次,完成了由图像传输模块,状态反馈模块和远程操控模块组成的挖掘机远程操控系统的设计,以满足实际工作环境的需要。其中图像传输模块是把摄像机组采集的画面经过全景视频拼接,提高单幅画面所包含的信息量后再提供给驾驶员观察。状态反馈模块使用IMU采集挖掘机工作时臂杆,车体的状态等数据反馈给驾驶员,并通过Stewart平台同步模拟挖掘机姿态,以提高驾驶员对挖掘机的把控力。远程操控模块则是一种通过直接安装即可对挖掘机进行远程操控的设备,因此无需对挖掘机的控制系统进行改造。最后通过相关实验验证了挖掘机模拟操作系统的的功能性与实用性,以及图像传输模块和状态反馈模块设计方案的可行性,说明本文所研究的内容,确实能为挖掘机等工程车辆提供新的工作思路和模式。