物联网智能家居虚拟装配交互系统的设计与实现

在物联网智能家居设备装配过程中容易因误操作而造成设备损坏,甚至引起电网事故、人身伤亡事故、财产损失惨重等问题.为了解决这个问题,设计了物联网智能家居虚拟装配交互系统.该系统使用Unity3D实时渲染引擎进行三维场景展示,交互端则使用Unity3D的物理引擎模拟事件触发,选用具有行业标准的物联网数据库来控制智能家居的实时场景交互.通过多角度镜头和实时参数调节,用户在三维引擎操作端可实时查看智能家居安装的进度和交互效果.     

虚拟装配仿真系统相关技术的研究

研究了一种等离子体增强化学气相沉积(PECVD)装备虚拟装配仿真系统,介绍了系统的装配模型以及装配顺序和路径的规划.建立了虚拟装配仿真场景结构图,并采用细节层次技术对仿真场景进行优化.为了能够实时、方便地修改装配序列和装配路径,准确地描述零部件在装配或拆卸过程中的位置姿态信息,提出了一种虚拟装配的描述语言代码(V代码)和虚拟装配函数(V函数).最后采用基于包围盒逐层分解的干涉检验方法,实现装配过程的干涉检验.该仿真系统有助于缩短产品开发周期、提高设计质量、降低装配成本.     

基于Unity的虚拟装配系统

Unity中建立虚拟装配系统,并将其呈现为游戏.模拟实际装配工序原理,实现产品装配过程的可视化,解决了虚拟装配系统成本高、适用性低的问题.对整个系统框架进行了规划,并将该系统用作课堂实验来评估学生,研究了装配序列理论,并设计脚本来介绍和装配零件,所有场景都连接起来,生成整个虚拟装配系统.该系统降低了实验成本,提高了实验...     

虚拟齿轮减速器交互性拆卸和装配的设计

为解决机械制图虚拟零部件测绘课题中遇到的装配体虚拟交互性拆装问题．以典型零部件齿轮减速器为例．介绍利用VRML技术如何实现对齿轮减速器进行交互性虚拟拆卸和装配的设计。通过对减速器交互性拆卸和装配过程的分析．构建了减速器拆装过程模型、实验场景模型、减速器各零件的三维实体几何模型和行为模型,利用VRML技术及其脚本程序编程实现减速器交互性拆卸和装配的功能。该实验文件相对较小．可以在网络上实现远程实时操作．     

基于Vega的虚拟现实系统漫游引擎

分析虚拟现实系统漫游引擎的设计与实现，提出基于Vega的视点与场景的碰撞检测算法，讨论用鼠标和键盘控制虚拟场景的带碰撞检测的漫游引擎，并把该漫游引擎应用到虚拟校园漫游系统的开发，取得预期的效果．     

图形引擎与物理引擎结合的研究与实现

由于具有物理特性的三维虚拟场景更具有真实感,用户更易于沉浸到场景中,因此物理引擎在虚拟仿真中的作用日益重要.首先采用了OGRE图形引擎和PhysX物理引擎,设计了图形引擎与物理引擎结合后的主体框架,对框架的核心部分进行了分析.然后在物理引擎中创建模型和用OGRE模型转换为PhysX模型,以及利用关节实现复杂模型.结果实现了两个具有物理特性的虚拟场景,为建立真实的虚拟仿真环境打下基础,并将促进物理引擎的应用.     

虚拟环境中产品装配过程回溯方法研究

在记录虚拟装配过程的基础上，提出基于任务时间的虚拟装配过程整体回溯与基于任务对象的虚拟装配过程局部回溯方法．虚拟装配过程整体回溯以装配任务时间为回溯准则，允许将装配场景中零部件的方位与装配关系回溯到曾经存在的装配历史状态，而虚拟装配过程局部回溯，是根据装配序列中零件间装配约束与几何干涉方面存在的相关性进行装配过程的选择性回溯．文中方法在虚拟设计与装配原型系统开发中得到实现．实践表明，装配过程回溯方法有效地提高了虚拟环境中产品装配设计的效率。     

一种用于虚拟校园漫游的三维引擎的研究

在对三维引擎技术OSG进行分析和研究的基础上,提出并实现了一种用于虚拟校园漫游的三维引擎系统,该系统使用OSG所提供的类和接口,实现了虚拟校园场景的渲染以及漫游的交互控制功能,同时在引擎中添加了语音介绍功能,丰富了浏览者的视听感受。实践证明,该引擎具有良好的移植性与通用性,为虚拟校园漫游技术向虚拟校园系统和虚拟学习平台方面的迁移提供了支持。     

一种多层分布式情境装配模型

提出一种以Agent技术为基础的多层分布式的虚拟场景模型。先从装配体的视角构建装配信息模型,根据刻画特征对象的各项参数定义装配知识层;装配决策层将零件视为Agent,并定义Agent间传输状态参数的消息模板,同时根据虚拟装配任务的过程特点,建立决策规则;最后,定义用户控制层的运动控制算法,实现对用户的运动引导。实验表明该场景模型可在虚拟场景中有效呈现装配任务,并根据上下文情境准确理解用户意图。     

基于OSG的爆炸装置拆除视景仿真及关键技术

针对爆炸装置拆除过程三维视景仿真的实际训练需求,方案采用虚拟装配和游戏引擎的设计思想,提高真实性和快速性,借助于开源场景图形(OpenSceneGraph,OSG0和数据手套、位置跟踪器等虚拟现实设备,建立仿真数据模型,解决了场景中的虚拟手交互、碰撞检测、节点建模关键技术问题,最后实现仿真模拟程序,完成了虚拟手对爆炸装置模型的实时控制,准确再现了排爆过程的细节.实验结果表明,方案具有仿真度高和易于操控等特点,能使用户快速掌握爆炸装置的基本结构和拆除方法.仿真系统能使训练的周期缩短至原来的40%,同时增强了排爆时的沉浸感.     

基于X3D的三维用户界面组态引擎设计

传统组态软件二维用户界面仿真度低,不能直观反映工业现场生产情况,针对该问题设计并实现了基于X3D的组态软件三维用户界面组态引擎.介绍了三维用户界面组态引擎的系统架构以及使用该引擎进行场景组态时的流程;基于X3D建立了三维场景对象库,并建立对象之间的关联作为场景组态的约束关系,利用其加快场景组态过程;使用XJ3D图形工具包实现了该引擎的原型系统.实验证明该引擎组态简便,使用其组态生成的三维用户界面具有较好的仿真效果.     

基于DELMIA的发动机装配过程可视化仿真

为实现发动机的虚拟装配,用反装思路,通过DELMIA创建某汽油机拆卸路径来仿真装配过程.将产品开发过程中的产品设计和工艺设计2大重要环节在统一的软件平台上进行并行设计;在三维设计条件下,能利用DELMIA的数字化制造工艺（Digital Process of Manufacturing,DPM）与DELMIA工艺工程师（DELMIA Process Engineer,DPE）的数据交换提前安排制造计划.该方法可以实现生产、工艺与制造资源的虚拟协同设计,缩短设计周期,降低设计成本.     

基于多线程技术的高性能无人机地面站视景引擎研究

针对无人机一站多机的应用需求,本文提出了一种基于多线程技术的新型无人机地面站视景引擎架构。该引擎架构充分利用计算机硬件多核化的优势,提出了三个独立线程模块的新型视景引擎架构,分别设计了其中的视景逻辑线程、渲染线程、资源加载线程等线程模块,形成了一个能适应一站多机视景性能要求的无人机地面站的多线程视景引擎。目前该设计已成功地应用于基于DirectX底层技术的某型无人机地面站,实践证明了该引擎的高性能。     

三维虚拟维护训练系统关键技术研究

针对三维虚拟维护训练中设备拆装操作复杂的问题,提出一种通用的拆装关系数 据格式和处理方法,可方便定制各种设备的拆装训练应用;提出一种高效简洁的自动轴对齐约 束拆装操作方法,并以此设计实现了一种二维屏幕空间的移动拖拽器。通过OSG 引擎进行场景 渲染和管理,分析了系统的体系结构和场景组织设计,开发了一套虚拟拆装训练三维仿真系统, 实现了拆装操作记录的统计和报表输出。应用结果表明,该系统具有较好的实时性和显示效果。     

基于热感与红外感应的火灾救援路线规划小车

火灾是严重威胁人民生命财产的因素之一。如何快速准确地掌握和了解火灾现场的实时变化情况具有重要意义,一方面可以尽快救援受困人员,另一方面也可以减少救援人员受到的安全威胁。文中设计并实现了一类火灾现场勘探智能车,该智能车能够以温度传感器探测火场温度的变化,以红外传感器为主超声波传感器为辅完成自主躲避障碍物的功能,以远程控制的方式在火场各处完成勘探任务,并使用WIFI数传的形式实时传输火灾现场的具体影像。通过对设计思想的描述及器件选择、原理、组装与实现的讨论,体现实现不同功能对于多种器件的综合运用。文末讨论了在设计及组装实现过程中所遇到的问题并对于小车进行了不同环境下的实地测试,通过具体实验检验小车的性能。     

基于协同虚拟环境的装配设计系统

针对分布式环境中复杂产品协同开发的装配设计需求,研究基于协同虚拟环境的装配设计系统的体系结构和关键技术,提出分布式条件下支持多用户实时交互操作的协同虚拟装配方法,包括复杂场景高分辨率实时渲染和多通道沉浸输出方案。以此为基础开发分布式协同虚拟装配环境,并通过面向汽车整车的多用户协同虚拟装配实例验证了系统的有效性。结果证明,用户可在该系统中完成复杂产品的协同虚拟装配设计工作。     

发动机装配仿真教学软件的设计与实现

为帮助学生经济、有效地学习发动机装配知识和技能,基于Solidwlorks和Authorware开发出一套发动机装配的教学仿真软件,实现对发动机装配教学的计算机仿真。对软件的设计思想、结构、流程和界面设计进行阐述,并介绍开发软件所用的主要技术。     

基于上下文的分布式协同过滤推荐技术

针对传统协同过滤推荐技术应用于大规模动态数据集时难以兼顾准确度和效率的问题,提出一种基于上下文的分布式协同过滤推荐技术,引入推荐上下文的概念,并在此基础上充分考虑用户的即时兴趣以提高推荐的准确度,采用评分矩阵的分布式存储和计算以提高推荐的效率。实验结果表明,该分布式协同过滤技术能同时保证推荐的准确度和效率,使其在大规模动态数据集上的应用更具优势。     

Improved scene classification using efficient low-level features and semantic cues

Prior research in scene classification has focused on mapping a set of classic low-level vision features to semantically meaningful categories using a classifier engine. In this paper, we propose improving the established paradigm by using a simplified low-level feature set to predict multiple semantic scene attributes that are integrated probabilistically to obtain a final indoor/outdoor scene classification. An initial indoor/outdoor prediction is obtained by classifying computationally efficient, low-dimensional color and wavelet texture features using support vector machines. Similar low-level features can also be used to explicitly predict the presence of semantic features including grass and sky. The semantic scene attributes are then integrated using a Bayesian network designed for improved indoor/outdoor scene classification.     

面向虚拟森林仿真的多层场景引擎设计

为快速绘制具有真实感的大规模虚拟森林场景,在分析虚拟森林场景仿真特点的基础上,提出面向虚拟森林仿真多层场景引擎的总体结构,对该场景引擎中的实时地形生成技术、地形模型的简化算法和渲染加速等关键技术展开研究,开发了虚拟森林仿真系统。应用结果表明,面向虚拟森林仿真的多层场景引擎有助于提高复杂森林场景的绘制效率,能较好地满足用户进行实时漫游和交互控制的需求。