固體充填液壓支架全位姿測量及虛擬仿真

王裕， 史艷楠，3， 王毅穎，2， 齊朋磊， 王翰秋，4

（1. 河北工程大學(xué) 機械與裝備工程學(xué)院，河北 邯鄲 056038；2. 河北省煤炭生態(tài)保護開采產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，河北 邯鄲 056038；3. 邯鄲市智能車輛重點實驗室，河北 邯鄲 056038；4. 中煤能源研究院有限責任公司，陜西 西安 710054）

0 引言

固體充填液壓支架作為充填開采技術(shù)的核心設(shè)備之一，與采煤機、刮板輸送機、充填開采輸送機等配套使用，在煤礦井下起到支護工作面、管理頂板、隔離圍巖、增加工作空間等作用，其適應(yīng)性和可靠性是決定充填開采工作面能否安全高效生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一。固體充填液壓支架正常的空間位姿對其安全支護起到重要作用，因此，對其位姿參數(shù)進行監(jiān)測至關(guān)重要。為了確保固體充填液壓支架支護正常及井下工作人員安全，國內(nèi)外許多專家學(xué)者對固體充填液壓支架位姿測量技術(shù)及虛擬仿真技術(shù)進行了大量研究。文獻[1]采用多傳感器測量技術(shù)采集綜采裝備群空間全位姿的15個獨立參數(shù)，設(shè)計了工作面綜采裝備群全位姿多參數(shù)測量系統(tǒng)并應(yīng)用于井下現(xiàn)場，為煤礦井下智能化開采提供了重要技術(shù)保障。文獻[2]指出在煤礦生產(chǎn)工作面中傳統(tǒng)人工觀察方法仍在廣泛應(yīng)用，主要是通過工作人員主動觀察，憑經(jīng)驗來調(diào)節(jié)液壓支架位姿狀態(tài)，該方法存在精度低、穩(wěn)定性差等問題。文獻[3]利用視覺傳感器提取所采集圖像中的特征點并進行解算，得到液壓支架底座的位姿，但只測量了支架部分位姿，不能完全描述液壓支架的位姿狀態(tài)。文獻[4]利用傾角傳感器和陀螺儀測量支架俯仰角，采用卡爾曼濾波對測量的角度進行數(shù)據(jù)融合，提高了頂梁姿態(tài)角度測量精度，但只是測量了頂梁姿態(tài)角，未涉及其他位姿狀態(tài)參數(shù)。文獻[5]采用傳感器測量技術(shù)測量了支架掩護梁和前連桿處的角度，結(jié)合分批估計算法和自適應(yīng)加權(quán)算法計算支架高度，有效提高了液壓支架高度測量精度。由上述文獻可知，現(xiàn)有測量方法雖能實現(xiàn)固體充填液壓支架位姿信息的獲取，但測量參數(shù)的全面性有待進一步提高，部分參數(shù)缺失；部分煤礦井下獲取液壓支架位姿仍采用傳統(tǒng)人工觀察方式，已無法滿足煤礦智能化需要。針對上述問題，本文設(shè)計了一種固體充填液壓支架全位姿測量系統(tǒng)，基于固體充填液壓支架三維模型，利用多傳感器融合對固體充填液壓支架全位姿參數(shù)進行測量，保證了位姿數(shù)據(jù)的全面性及可靠性。

虛擬仿真技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)領(lǐng)域，為工業(yè)過程的仿真和可視化監(jiān)控提供了有效的技術(shù)支持。文獻[6]以綜采工作面“三機”裝備（采煤機、刮板輸送機和液壓支架）為研究對象，對虛擬現(xiàn)實環(huán)境下“三機”工況監(jiān)測與仿真方法進行研究，包括底板平整情況下的“三機”虛擬協(xié)同仿真方法、采煤機和刮板輸送機在彎曲段進刀和復(fù)雜工況下的姿態(tài)行為耦合特性、群液壓支架記憶姿態(tài)監(jiān)測方法等。文獻[7]利用Unity3D，基于真實煤層環(huán)境建立煤層曲面并結(jié)合液壓支架模型運動分析，計算確定液壓支架各部件角度值，改善了液壓支架調(diào)整姿態(tài)時讀取數(shù)據(jù)困難的問題。文獻[8]采用三維引擎Unity3D技術(shù)設(shè)計了一種充填液壓支架三維場景監(jiān)測系統(tǒng)，通過三維空間監(jiān)測界面從不同方位、不同角度監(jiān)測充填液壓支架的運行狀態(tài)，實現(xiàn)了充填開采工況的安全監(jiān)測和充填效果的監(jiān)測，但是僅監(jiān)測了部分位姿數(shù)據(jù)，不能夠完全描述充填液壓支架的位姿狀態(tài)。綜上可知，虛擬仿真雖然在三維建模、環(huán)境仿真等方面取得了進展，但在數(shù)據(jù)分析、運動關(guān)系約束等方面仍缺乏深入研究。為此，本文利用Unity3D設(shè)計了一種固體充填液壓支架虛擬仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)可展現(xiàn)固體充填液壓支架仿真場景，實現(xiàn)了支架運動仿真，可實時反映支架運行的位姿狀態(tài)變化，為固體充填液壓支架平穩(wěn)運行提供技術(shù)支持。

1 固體充填液壓支架三維模型建立

固體充填液壓支架主要由底座、推矸、護幫板、前頂梁、后頂梁、推壓密實機構(gòu)千斤頂、矸石充填刮板輸送機、推壓密實機構(gòu)、支柱等組成，利用3D Max建模軟件分別建立主體零部件結(jié)構(gòu)模型，而后組合成整體的固體充填液壓支架三維模型，如圖1所示。

圖1 固體充填液壓支架三維模型Fig. 1 Solid filling hydraulic support 3D model

對已建立的固體充填液壓支架三維模型進行優(yōu)化和渲染處理[9]，使其與實際固體充填液壓支架空間動態(tài)場景一致。

2 固體充填液壓支架全位姿多參數(shù)測量

根據(jù)建立的固體充填液壓支架三維模型，采用多傳感器測量技術(shù)設(shè)計了全位姿測量系統(tǒng)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。全位姿測量系統(tǒng)包括傳感器（傾角傳感器、位移傳感器、視覺傳感器）、位姿數(shù)據(jù)采集模塊、位姿數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)通信模塊。位姿數(shù)據(jù)采集模塊采集傾角傳感器的角度數(shù)據(jù)、位移傳感器的位移變量、視覺傳感器的圖像數(shù)據(jù)；位姿數(shù)據(jù)存儲模塊用于儲存數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)通信模塊用于傳輸數(shù)據(jù)并與虛擬仿真系統(tǒng)進行實時通信。

圖2 固體充填液壓支架全位姿測量系統(tǒng)架構(gòu)Fig. 2 Full pose measurement system architecture of solid filling hydraulic support

2.1 全位姿參數(shù)確定

全位姿測量是指對固體充填液壓支架使用多傳感器技術(shù)獲取能夠描述其空間位姿的參數(shù)。通過分析固體充填液壓支架組的空間約束關(guān)系和位姿參數(shù)相關(guān)性，本文確定了9個固體充填液壓支架全位姿參數(shù)，如圖3所示。

圖3 固體充填液壓支架全位姿參數(shù)Fig. 3 Full pose measurement parameters of solid filling hydraulic support

固體充填液壓支架全位姿參數(shù)包括固體充填液壓支架自身的絕對位姿基本參數(shù)及相對位姿基本參數(shù)，參數(shù)集數(shù)學(xué)表達式為

式中：Q1為支架底座傾斜角（與水平面夾角）；Q2為頂梁姿態(tài)角（與水平面夾角）；Q3為支架高度；Q4為推矸推移距離；Q5為護幫板狀態(tài)；Q6為推壓密實機構(gòu)傾角（與后頂梁夾角）；Q7為推壓密實機構(gòu)推移距離；N8為固體充填液壓支架組護幫板之間的距離；N9為刮板輸送機中部槽與支架推矸的夾角。

2.2 全位姿測量方案

為了能夠全面、準確獲取固體充填液壓支架的全位姿參數(shù)，需要合理布置各類傳感器的位置及數(shù)量，全位姿測量傳感器布置方案如圖4所示。

圖4 全位姿測量傳感器布置方案Fig. 4 Sensor layout scheme of full pose measurement

傾角傳感器布置于前頂梁、后頂梁、底座、推壓密實機構(gòu)千斤頂，用于測量支架的底座傾斜角和頂梁姿態(tài)角等。位移傳感器安裝在支架的推矸、推壓密實機構(gòu)上，用于測量推移距離等。由于視覺測量受到光線、灰塵等因素的影響，且其測量效果很大程度上取決于攝像機的位置、數(shù)量和方向，所以，視覺測量融合采用以下測量方案：以首個固體充填液壓支架為基準，每隔5～10架支架布置1個視覺傳感器，保證護幫板狀態(tài)位姿參數(shù)測量的準確性。利用視覺傳感器采集圖像數(shù)據(jù)，可以分析計算固體充填液壓支架組護幫板之間的距離、支架推矸與刮板輸送機中部槽之間的角度、護幫板狀態(tài)等。

對以上各類傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行整合并加以解算，以保證測量的精確性，將采集到的數(shù)據(jù)儲存到全位姿測量系統(tǒng)，以保證虛擬仿真模型的穩(wěn)定性。

2.3 固體充填液壓支架全位姿參數(shù)解算

可通過讀取傳感器數(shù)據(jù)獲取的位姿參數(shù)如下：讀取安裝在底座的傾角傳感器數(shù)據(jù)，可獲得支架底座傾斜角Q1；讀取安裝在推矸上的位移傳感器數(shù)據(jù)，可獲得推矸推移距離Q4；讀取安裝在推壓密實機構(gòu)千斤頂和后頂梁處的傾角傳感器數(shù)據(jù)，可獲得推壓密實機構(gòu)傾角Q6（與后頂梁夾角）；讀取安裝在推壓密實機構(gòu)上的位移傳感器數(shù)據(jù)，可獲得推壓密實機構(gòu)推移距離Q7。

2.3.1 視覺傳感器位姿參數(shù)解算

使用視覺傳感器所采集的圖像，可以分析計算固體充填液壓支架組護幫板之間的距離N8、支架推矸與刮板輸送機中部槽之間的角度N9和護幫板狀態(tài)Q5。護幫板狀態(tài)Q5可通過視覺傳感器所采集的圖像直接獲得。

從視覺傳感器采集到的圖像中提取出可描述固體充填液壓支架姿態(tài)的特征點，如護幫板中心位置、推矸前端中心。本文以單目視覺測量[10]為例計算固體充填液壓支架組護幫板之間的距離N8及支架推矸與刮板輸送機中部槽之間的角度N9，單目視覺測量模型如圖5所示。

圖5 單目視覺測量模型Fig. 5 Monocular vision measurement model

攝像機固定安裝在高度為h的n點上，并以一定角度向下傾斜，避免出現(xiàn)盲區(qū)。p（a，b）點為護幫板（推矸）在攝像機載體坐標系xoy平面中的一個特征點，a為p點在載體坐標系下的橫坐標，即目標點與載體在水平方向的間距，b為p點在載體坐標系下的縱坐標，即目標點與載體在垂線方向的間距；p'（c，d）為護幫板（推矸）在攝像機成像平面上的特征點的像平面坐標；p1（a'，b'）為相鄰護幫板在攝像機載體坐標系平面中的一個特征點；e1為攝像機垂直投影點到地面的最近距離；e2為攝像機垂直投影點到地面的最遠距離；f1為攝像機水平角度投影在地面上的間距；φ和θ分別為攝像機垂直方向角度射線與地平面y軸的最大和最小夾角；η為攝像機水平角度射線在地面上的投影與地平面y軸的夾角。

根據(jù)攝像機成像模型的幾何關(guān)系，φ，θ和η的計算公式為

h，e1，e2和f1可以通過測量得到。在得到了φ，θ和η之后，就能推導(dǎo)出a和b，其計算公式為

式中：Sa，Sb分別為像平面在x和y方向上總的行數(shù)和列數(shù)；c，d分別為特征點p在像平面上的行數(shù)和列數(shù)。

同理，可求得相鄰護幫板中心位置特征點p1（a'，b'）。

通過式（5）、式（6）可求解到p與p1兩護幫板特征點之間的距離（即固體充填液壓支架組護幫板之間的距離N8）、特征點p與刮板輸送機中部槽之間的夾角（即支架推矸與刮板輸送機中部槽之間的角度N9）：

2.3.2 固體充填液壓支架高度、頂梁姿態(tài)角解算

（1） 局部坐標系與全局坐標系轉(zhuǎn)換。全局坐標系可簡單完整地描述固體充填液壓支架的空間狀態(tài)和相對位置。為了在全局坐標系中體現(xiàn)傳感器所采集到的位姿數(shù)據(jù)，可以先在固體充填液壓支架上建立局部坐標系，然后再將局部坐標系中的相應(yīng)位姿參數(shù)轉(zhuǎn)換到全局坐標系。

局部坐標系與全局坐標系的轉(zhuǎn)換可描述固體充填液壓支架的空間位姿狀態(tài)，為固體充填液壓支架高度、頂梁姿態(tài)角解算提供依據(jù)。坐標系轉(zhuǎn)換可通過平移原點和繞不同的坐標軸轉(zhuǎn)動實現(xiàn)，局部坐標系和全局坐標系轉(zhuǎn)換關(guān)系可用矩陣[11]表示：

式中：T（t）為平移矩陣，t為局部坐標系原點相較于全局坐標系原點的最大水平移動距離，tx,ty，tz分別為局部坐標系原點相較于全局坐標系原點在x，y，z軸方向上的移動距離；Rx（δ），Ry（φ），Rz（ψ）分別為繞x，y，z軸的旋轉(zhuǎn)矩陣，δ，φ，ψ分別為局部坐標系繞x，y，z軸的偏轉(zhuǎn)角。

將式（10）-式（13）代入式 （9），可計算得到矩陣為

根據(jù)剛體運動學(xué)理論得出，固體充填液壓支架的高度和頂梁姿態(tài)角的改變可看作支撐前頂梁剛體運動相對于底座剛體運動時的一個空間變化運動，因此根據(jù)視覺測量原理和坐標系轉(zhuǎn)換理論，建立了固體充填液壓支架姿態(tài)的視覺測量模型[12]（圖6），用于計算頂梁姿態(tài)角Q2及支架高度Q3。

圖6 固體充填液壓支架姿態(tài)視覺測量模型Fig. 6 Visual measurement model of solid filling hydraulic support's posture

在第k架固體充填液壓支架上分別建立底座坐標系Ouk-XukYukZuk、頂梁坐標系Ovk-XvkYvkZvk和攝像機坐標系Owk-XwkYwkZwk。其中，攝像機坐標系與頂梁坐標系三軸方位相似，僅原點的空間坐標略有不同，兩者關(guān)系的變換可用平移矩陣wvi=[0 0 Δg0]T（Δg0為攝像機安裝位置到前頂梁上端面的垂直距離）表示。通過支架底座坐標系到攝像機坐標系再到頂梁坐標系的變換矩陣換算，可以得到支撐頂梁與支架底座的空間距離位姿。

（2） 頂梁姿態(tài)角Q2求解。根據(jù)攝像機坐標系與前頂梁坐標系的變換，可以用歐拉角來表示固體充填液壓支架前頂梁俯仰角（Δαk）、偏航角（Δβk）、橫滾角（Δγk）的變化。設(shè)支架前頂梁初始俯仰角、偏航角、橫滾角分別為α0k，β0k，γ0k，則前頂梁動作后的俯仰角、偏航角、橫滾角分別為

同理可求得后頂梁的姿態(tài)角。

（3） 支架高度Q3求解。前后頂梁姿態(tài)分為4種：前后頂梁均抬頭、均低頭、一抬頭、一低頭。當前頂梁抬頭或低頭且后頂梁低頭的狀況下，設(shè)運動前后攝相機相對于固體充填液壓支架底座在豎直平面內(nèi)的位移為Δgk，固體充填液壓支架初始位置支架高度為H0k，根據(jù)式（15）可求解出前頂梁動作后俯仰αk，結(jié)合攝像機和前頂梁之間的空間幾何關(guān)系（圖7）可計算出固體充填液壓支架動作完成后的高度Hk（即Q3）為

圖7 頂梁與攝像機空間幾何關(guān)系Fig. 7 Space geometry relationship between roof beam and camera

式中L1，L2分別為攝像機安裝位置到支架前頂梁左右端面的水平距離。

當后頂梁抬頭且前頂梁低頭時，固體充填液壓支架初始位置支架高度為H0k，根據(jù)式（15）求解出后頂梁動作后俯仰角α'k，結(jié)合攝像機和后頂梁之間的空間幾何關(guān)系（圖7）可求解出支架動作后的高度Hk為

式中L3為攝像機安裝位置到支架后頂梁左右端面的水平距離。

當前后頂梁均抬頭時，求解出支架動作后的高度Hk為

3 基于 Unity3D 的固體充填液壓支架虛擬仿真系統(tǒng)

為直觀體現(xiàn)固體充填液壓支架運行狀態(tài)，提高固體充填液壓支架運行效率，設(shè)計了一種基于Unity3D 的固體充填液壓支架虛擬仿真系統(tǒng)。在固體充填液壓支架全位姿測量系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，用該系統(tǒng)對固體充填液壓支架運行狀態(tài)進行虛擬仿真，系統(tǒng)架構(gòu)如圖8所示。位姿數(shù)據(jù)采集模塊將采集到的角度數(shù)據(jù)、位移變量、圖像數(shù)據(jù)傳輸給位姿數(shù)據(jù)存儲模塊進行儲存，通過數(shù)據(jù)通信模塊進行實時通信，將位姿數(shù)據(jù)傳輸給設(shè)備運動模型模塊，完成設(shè)備的運動過程仿真。利用3D Max建立充填裝置單元、周圍場景單元的仿真場景模塊，使其與實際場景貼合。運用Unity3D建立狀態(tài)顯示模塊，顯示固體充填液壓支架的位姿狀態(tài)變化。

圖8 固體充填液壓支架虛擬仿真系統(tǒng)架構(gòu)Fig. 8 Architecture of virtual simulation system of solid filling hydraulic support

3.1 實時數(shù)據(jù)通信

為模擬真實固體充填液壓支架工況環(huán)境，在全位姿測量系統(tǒng)與虛擬仿真系統(tǒng)之間搭建了兼容RS232通信協(xié)議的實時通信數(shù)據(jù)接口。該數(shù)據(jù)接口通過位姿數(shù)據(jù)存儲模塊對全位姿測量系統(tǒng)接收到的數(shù)據(jù)信息進行過濾處理，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲及可靠傳輸，完成固體充填液壓支架的運動過程仿真及狀態(tài)顯示。

全位姿測量系統(tǒng)與虛擬仿真系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信通過Unity3D軟件中的System.IO.Ports實現(xiàn)。首先，初始化串口，并在C#中的Serial Port通道中設(shè)置與全位姿測量系統(tǒng)一致的各種串口參數(shù)。其次，在Receive Data通道中，使用讀取功能讀取全位姿測量系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)幀的起始位讀取一幀數(shù)據(jù)的信息，并通過數(shù)據(jù)處理功能對數(shù)據(jù)進行處理。然后，在虛擬仿真系統(tǒng)中調(diào)用數(shù)據(jù)處理功能，并執(zhí)行相應(yīng)的動作。最后，退出虛擬仿真系統(tǒng)，關(guān)閉串口，以防止再次啟動時出現(xiàn)無法正常打開串口的錯誤，從而影響系統(tǒng)的正常運行。

3.2 仿真場景建立

煤礦井下實物場景分為充填裝置單元、周圍場景單元2個部分。充填裝置單元主要包括固體充填液壓支架（組），周圍場景單元主要包括井下巷道與煤壁，本文利用3D Max三維建模軟件對這2個部分建立仿真場景。

固體充填液壓支架模型在前節(jié)已建立，只需對建立好的固體充填液壓支架模型進行貼圖，以保證三維模型的真實感。實際上固體充填液壓支架建模復(fù)雜及規(guī)模龐大，為了提高支架的動作穩(wěn)定性，有必要最小化立體建模中的面數(shù)，對模型總體進行優(yōu)化設(shè)計、二維紋理貼圖，以使模型表面更為光滑，從而使整個固體充填液壓支架虛擬仿真系統(tǒng)具備更強的立體感[13]。使用紋理映射技術(shù)建立煤壁模型[14]，將真實的煤壁紋路效應(yīng)反映到模型中，使煤壁的紋路更貼合現(xiàn)實。仿真場景如圖9所示。

圖9 仿真場景Fig. 9 Simulation scene

3.3 固體充填液壓支架運動仿真

先將3D Max模型文件導(dǎo)出為FBX格式，再將其導(dǎo)入Unity3D軟件，完成固體充填液壓支架的運動過程仿真[15]。

為了反映固體充填液壓支架的結(jié)構(gòu)運動特性，以ZZC8800/20/38型固體充填液壓支架為例，使用C#程序?qū)腆w充填液壓支架運行狀態(tài)進行仿真，包括推壓密實機構(gòu)的伸縮運動、護幫板旋轉(zhuǎn)運動及固體充填液壓系統(tǒng)支持的升降、移架、落料、推壓密實等狀態(tài)，以實現(xiàn)固體充填液壓支架虛擬仿真系統(tǒng)[16-20]空間位姿狀態(tài)變化的展示。

推壓密實機構(gòu)的位姿狀態(tài)受到傾角與推壓密實機構(gòu)坐標的影響，根據(jù)推壓密實機構(gòu)傾角或坐標即可確定推壓密實機構(gòu)位姿，利用local Position 函數(shù)實現(xiàn)推壓密實機構(gòu)的伸縮運動。護幫板的位姿狀態(tài)受到傾角或坐標的影響，根據(jù)護幫板傾角或坐標即可確定護幫板狀態(tài)，利用 local Rotation函數(shù)實現(xiàn)護幫板旋轉(zhuǎn)運動。在利用local Position函數(shù)與local Rotation函數(shù)實現(xiàn)推壓密實機構(gòu)的伸縮運動與護幫板旋轉(zhuǎn)運動之后，再加入Quaternion四元數(shù)控制推壓密實機構(gòu)及護幫板的旋轉(zhuǎn)角度，從而實現(xiàn)推壓密實機構(gòu)的伸縮運動及護幫板的旋轉(zhuǎn)運動。推壓密實機構(gòu)伸縮運動及護幫板旋轉(zhuǎn)運動如圖10、圖11所示。

圖10 推實機構(gòu)伸縮運動Fig. 10 Telescopic movement of the pushing and compacting mechanism

圖11 護幫板旋轉(zhuǎn)運動Fig. 11 Rotation of guard plate

圖10、圖11顯示的推壓密實機構(gòu)伸縮運動及護幫板旋轉(zhuǎn)運動與真實固體充填液壓支架運動一致，真實反映了固體充填液壓支架的位姿狀態(tài)，證明了系統(tǒng)的可靠性。

3.4 固體充填液壓支架狀態(tài)顯示

以推壓密實機構(gòu)的狀態(tài)顯示為例，運用Unity3D建立狀態(tài)顯示模塊，如圖12所示。

圖12 狀態(tài)顯示界面Fig. 12 Status display interface

通過狀態(tài)顯示模塊輸出位移量及角度偏移量，并且繪制相應(yīng)的折線圖，通過折線圖可以反映推壓密實機構(gòu)位姿狀態(tài)變化。

4 結(jié)論

（1） 固體充填液壓支架全位姿測量系統(tǒng)通過位移傳感器、傾角傳感器、視覺傳感器等獲取固體充填液壓支架自身的絕對位姿基本參數(shù)及相對位姿基本參數(shù)，共包括9個獨立參數(shù)，即支架底座傾斜角（與水平面夾角）、頂梁姿態(tài)角（與水平面夾角）、支架高度、推矸推移距離、護幫板狀態(tài)、推壓密實機構(gòu)傾角（與后頂梁夾角）、推壓密實機構(gòu)推移距離、固體充填液壓支架組護幫板之間的距離、刮板輸送機中部槽與支架推矸的夾角，保證了固體充填液壓支架測量數(shù)據(jù)的全面性，解決了位姿參數(shù)部分缺失問題。

（2） 設(shè)計了基于Unity3D的固體充填液壓支架虛擬仿真系統(tǒng)，構(gòu)建了固體充填液壓支架仿真場景，利用Unity3D實現(xiàn)設(shè)備運動仿真，建立狀態(tài)顯示模塊，實時顯示固體充填液壓支架的位姿狀態(tài)變化。該系統(tǒng)與全位姿測量系統(tǒng)配套使用，可真實反映固體充填液壓支架的運行狀態(tài)，保證固體充填液壓支架仿真的穩(wěn)定性及數(shù)據(jù)的可靠性。