制造系统虚拟仿真原型工具的研究

通过对制造系统的分析，基于将“面向对象的分析方法、三维几何模型和仿真机制”统一起来的有向图仿真建模机制，提出虚拟仿真工具的模块化体系结构，开发了面向制造系统的专用虚拟仿真工具，并介绍该虚拟仿真原型工具的总体结构及其主要功能模块。     

虚拟车间三维仿真环境的构建技术

该文在虚拟制造的环境下,对虚拟车间的制造资源进行了三维建模,并对这些资源如何支持NC代码的加工进行了研究分析,为实现基于多智能体的虚拟车间敏捷调度提供了三维仿真的支撑环境。     

面向并行设计的虚拟原型技术研究

虚拟原型技术是在虚拟的逼真环境下,对产品设计信息进行协同仿真验证的有效手段,它可有效支持并行设计,缩短产品开发周期,在分析了虚拟原型与并行的关系后,提出了基于域对象的虚拟原型建模与仿真方法,并阐述了支持虚拟原型的集成框架的关键技术。     

基于云计算的三维虚拟学习环境的设计与应用

针对现有的三维虚拟学习环境场景渲染带来的显示延迟和实体运动僵硬等性能问题,将云计算引入到三维虚拟学习环境的建设中.提出了基于云计算的三维虚拟学习环境的体系结构和云计算的一些关键技术.建立了一个基于该体系结构的原型,并通过该原型设计了三维虚拟学习环境.结果表明,云计算与三维虚拟学习环境的结合是有效的,能满足虚拟环境仿真实时性、稳定性和准确性的要求,能解决场景渲染带来的性能问题.     

快速原型虚拟逼真设计原理及体系结构

在分析设计的特点和发展趋势的基础上,提出快速原型虚拟逼真设计,并对其特点和原理进行了讨论,快速原型虚拟逼真设计是面向并行工具,基于虚拟原型和虚拟环境仿真的设计,强调虚拟原型的快速生成和演化,在关键技术,原型系统以及开发环境三个层次上论述了快速原型虚拟逼真设计的研究,提出快速原型虚拟逼真设计模型以及基于该模型的体系结构。     

基于虚拟制造的三维数控仿真系统开发

本文评述了虚拟制造技术和三维数控仿真的含义和发展,结合虚拟制造技术对数控仿真系统进行了研究,提出了三维可视化虚拟加工环境的系统结构,通过对设计过程中相关技术要点的探讨,运用OpenGL、VB和VC 等软件,开发出基于虚拟制造的三维数控仿真系统。     

虚拟加工技术的硬件环境建模研究

该文针对虚拟加工环境建造过程的关键部分硬件环境的建模部分进行了研究,提出了虚拟加工环境的设备特征建模、设备的几何建模、运动学建模等模型和解决方案,同时阐述了三维几何建模的有关算法。并将所有的解决方宁,通过实现的原形系统得以验证。     

三维虚拟机器人运动仿真系统设计

通过对三维虚拟机器人运动仿真系统的发展进行介绍和分析, 描述了基于零件拼装的三维虚拟机器人运动仿真的有效方法。针对三维虚拟机器人零件结构特点和拼装功能, 对虚拟机器人零件的图形建模方法、虚拟机器人运动及传感器功能仿真进行了分析设计, 重点分析了运动仿真过程的设计方法。实验结果表明, 系统能够很好地遵循物理特性实现虚拟机器人的运动仿真, 且性能较优。     

基于集成框架的虚拟原型异构建模与仿真

在已开发的集成框架基础上,作者提出了基于视图对象和域对象的虚拟原型异构建模方法,以及独立于领域的虚拟原型仿真调度算法,开发了域对象管理和虚拟原型数据管理两个集成框架软构件,有效地解决了虚拟原型中异构建模和协同仿真问题。     

基于OpenGL的制造系统虚拟仿真环境研究

介绍了制造系统虚拟仿真环境的设计和实现问题,给出了虚拟仿真环境的体系结构和设计思想,并论述了设计制造系统虚拟仿真环境的几个主要问题及其实现细节,包括基于ＯｐｅｎＧＬ的动态几何建模、场景组织、声音的合成及系统与用户的交互。最后给出了一个基于ＰＣ的仿真实例。     

虚拟加工中工件毛坯模型的建立

为解决虚拟加工中工件毛坯模型的识别问题,提出对规则形状工件毛坯采用OpenGL建模、对复杂形状工件毛坯采用美国初始图形交换规范（Initial Graphics Exchange Specification,IGES）文件进行模型数据转换的方法.该方法利用CAD软件为工件毛坯进行三维造型,生成IGES文件,然后在虚拟加工环境下读取IGES文件并生成工件毛坯模型,从而实现工件毛坯模型在新环境中的建立.经过建立具体的工件毛坯模型,验证相关理论的正确性,为在虚拟加工环境下工件毛坯模型的建立提供可行的依据.     

虚拟加工中心加工过程算法研究

在虚拟加工环境的建造过程中，关键技术是三维实体的数据结构和加工仿真的逐步成型算法。该文重点研究了毛坯的数据结构特点，四边形离散化方法和毛坯文件的存储格式等，并且分析了三坐标加工中心的加工特点，同时还给出了虚拟加工过程中毛坯被加工成工件的逐步成型算法。该算法在虚拟加工环境中得到了成功应用，文中给出了该算法在三坐标加工中心的验证实例。     

New methods of creating MBD process model: On the basis of machining knowledge

Traditional machining process planning, which passes manufacturing information through 2D drawing, fails to meet the requirement of current 3D manufacturing environment. Thus, model based definition technology, which uses 3D technology to upgrade the current manufacturing capacity, comes into being. This paper focuses on the creation methods of 3D machining process model. In the first place, the relation between machining knowledge and 3D modeling knowledge has been analyzed, establishing machining ontology and modeling ontology. Then, forward creation method and reversed creation method of machining-knowledge-based 3D process model are proposed. In forward creation method, to drive 3D modeling with machining knowledge, process model is created in commercial CAD platform with modeling ontology transferred from machining ontology for knowledge reasoning through the decision tree constructed from training set and test set. Reversed creation method is established by identifying and suppressing the volumetric machining features and surface machining features after building attributed adjacent graph of process model, and the machining knowledge contained in 3D process model is extracted for subsequent reuse. Finally, the validity of this method is verified with the proposed prototype system.     

远程数控仿真系统的设计与实现

由于几何建模的复杂性和消隐算法的低效性，目前的数控仿真系统大多只能实现数控加工结果显示，而在数控加工过程实时仿真方面功能还很弱，对于基于Internet的远程数控仿真的研究则更少。为解决以上问题，提出了实现远程数控仿真的技术框架，即采用VRML建立几何模型，采用Java建立通信接口，构造虚拟环境与操作者之间的通信机制。通过构造EAI接口控制Eleva-tion Grid结点，实现工件动态建模，采用Java applet构造NC代码解释器，并阐述了干涉校验的实现方法。实现了远程数控仿真系统。     

大规模三维云实时模拟方法

针对虚拟环境中大规模三维云渲染开销大的问题,提出一种大规模三维云实时模拟方法.在云建模方面,利用Navier-Stokes流体力学公式模拟云的动态生成,提出一种基于八叉树的模型化简策略,减少了云模型粒子数;在渲染阶段,提出一种基于Cell的绘制更新策略,结合Impostor技术自动混合绘制三维云与Impostor,实现了大规模三维云的实时模拟.实验结果表明,该方法基于物理的方法模拟云,同时在绘制阶段根据视点的移动实时更新,效果逼真;与同类方法相比,基于Cell的绘制策略更新时计算量更小,有效地避免了绘制更新时常见的抖动和跳变问题.     

沉浸式虚拟训练中的虚拟手操控技术研究

将人手的自然动作加入沉浸式虚拟现实系统中,可有效提高系统的沉浸感和交互性,简便快捷、成本低廉的虚拟手建模及操控技术,有助于此项内容的推广应用;在对虚拟手骨骼结构模型分析的基础上,提出了基于Leap Motion的虚拟手控制方法和流程;以维修训练为任务背景,设计了四种用于虚拟手操作的手势规则,并对实现流程和关键技术进行了分析;构建基于Unity3D引擎的原型系统对虚拟手进行仿真验证,结果表明,基于Leap Motion的虚拟手操控简单、交互自然,可以满足虚拟现实系统交互需要。     

沉浸式虚拟维修仿真系统及其实现

给出了沉浸式虚拟维修仿真系统的框架,从样机建模和交互技术两个方面对其关键技术进行了研究．提出了虚拟维修样机的概念,通过定义样机部件的约束运动和交互特征来实现其所要求功能,而交互技术则主要集中在抓取和防穿越处理上．建立了基于Jack系统的沉浸式虚拟维修仿真原型系统,并以某机构的拆装为例对其进行了初步的应用验证。     

基于网络的森林灭火仿真系统研究

针对森林灭火需要多要素可同时参与的复杂性,提出基于局域网构建虚拟森林环境及其灭火仿真环境的原型系统体系结构。描述森林灭火仿真系统的联邦模型、联邦对象类、交互类和联邦成员的设计和开发过程,并就仿真系统的仿真过程及其采用的“既时间控制又时间受限”的时间管理策略作了分析。采用高层体系结构,以面向对象的编程语言VC++及OpenGL图形库为平台,完成具有可交互的森林灭火仿真原型系统的研发。     

沉浸式虚拟维修仿真及其应用

文中给出了沉浸式虚拟维修仿真系统的框架,从样机建模和交互技术两个方面对其关键技术进行了研究。提出了虚拟维修样机的概念,通过定义样机部件的约束运动和交互特征来实现其要求的功能。而交互技术则主要集中在抓取、运动控制和防穿越处理上。对系统在维修性设计分析(核查)、维修程序确认和辅助维修训练中的应用进行了说明。建立了基于Jack系统的沉浸式虚拟维修仿真原型系统,并以某机构的拆装为例对其进行了初步的应用验证。     

三维虚拟建模技术和仿真技术在虚拟矿井生产中的应用

三维虚拟建模技术和仿真技术是虚拟矿井生产漫游系统构建的基础工作.本文介绍三维虚拟建模软件3DS Max的优点及常用建模方法,根据流程的重点分析三维虚拟矿井的实体模型构建和优化等关键技术.