三维可视化技术微型飞行器仿真中的应用

首先简要介绍了三维可视化技术在微型飞行器飞行仿真中的作用及其意义，重点讨论了基于三维可视化技术的飞行器的运动仿真及基于分形技术的地形仿真，在此基础之上讨论了飞行器虚拟飞行过程中的静态与动态模拟方法。仿真软件中的三维图形实时显示采用Visual C 和OpenGL共同完成。     

四旋翼飞行器控制系统设计及可视化仿真

直接对四旋翼飞行器控制系统进行调试,极易引发危险,严重时还会造成人员伤害,针对目前多采用数值仿真验证方法难以直接展示控制效果问题,本文设计一种基于Matlab/SimMechanics软件的四旋翼飞行器飞行控制可视化仿真系统,首先,基于Simulink完成了四旋翼飞行器控制系统设计,然后采用PID控制算法实现了四旋翼飞行器飞行状态直观姿态和飞行数据分析功能,最后通过仿真可以得出结论,所设计的四旋翼飞行器控制可视化仿真系统通过三维可视化窗口,可实时完成四旋翼飞行器实时控制算法演示和仿真,具有重要的应用价值。     

基于航天飞行器仿真的三维动态演示系统

介绍基于航天飞行器仿真的三维动态演示系统的开发背景、意义以及系统的具体实现方法。介绍了开发所需要的建模软件MultiGen Creator和仿真软件Vega。并使用MultiGen CreaA0r建立了三维模型(火箭、航天飞行器以及发射场、着陆场和地球)；使用Vega创建了仿真的环境(包括载入三维模型、云层、雾和火焰等特殊效果)：最后在Windows2000下，采用Visual C 6．0平台，根据实际的导航模型产生的位置和姿态数据驱动航天飞行器模型，实时更新飞行场景，仿真飞行的整个过程，实现全过程的3D图形化显示。     

飞行器的短期冲突检测仿真系统

在空中交通管制系统的研究中,关于飞行空中有效防止飞行器之间和地面障碍物间的碰撞问题,为解决飞行器在运动环境下短期冲突检测,提出设计了虚拟飞行器的短期冲突检测仿真系统,实现系统的结构和系统建模等过程.系统仿真了飞行器的飞行、起降和滑行等运动,对设计的卡尔曼滤波的分层检测算法进行了验证,实现了飞行器的短期冲突检测.仿真结果表明,算法对飞行器的状态进行了可靠的预测和判断,对飞行器的短期冲突检测实施了有效的预警,为空中交通通畅提供了保证.     

微型仿鸟扑翼飞机设计与仿真系统开发

基于仿生学的微扑翼飞行器是一种模仿鸟类飞行的新概念飞行器.鉴于扑翼飞行理论及实践本身的困难,为了减少设计制造中的风险,开发了微型仿鸟扑翼飞机设计与仿真系统.采用Visual C 和MATLAB进行仿生学设计模块、驱动机构和气动力计算模块的开发,由此进行扑翼飞机结构及动力学设计,生成初步样机.结合OpenGL技术,建立微型扑翼飞机的三维可视化结构模型,进行扑翼飞机的运动和虚拟飞行仿真.进行扑翼飞机的开发实例分析,结果与实际制作的扑翼飞机各项特征吻合.该系统有很高的实用价值,可以有效地辅助进行微型仿鸟扑翼飞机的研制工作.     

无动力滑翔弹在风干扰下的控制与仿真研究

风场是无动力滑翔弹飞行过程中的一项重要干扰因素。针对滑翔导弹的气动力模型和其在不同飞行时段的运动特点,建立了航弹的姿态控制模型和制导律模型。并在一定的初始投抛条件下,利用C＋＋与Matlab飞行仿真软件混合仿真,对航弹的飞行参数进行了大量的计算和相应的6-D飞行轨迹仿真。提出了无动力飞行器的姿态控制方法和计算机软件实现仿真的技术途径。仿真结果表明风干扰是影响无动力滑翔弹控制系统稳定性和精度的重要因素。对于具有滑翔段的飞行器在实际设计中很有参考价值和工程实用价值。     

一体化飞行器在线模拟飞行仿真系统设计

传统Web三维飞行模拟一般采用Flash、Siverlight等插件的方式。针对插件技术兼容性差，加载效率慢等问题，以Web端为载体，基于WebGL第三方图形库Three.js技术，研制一体化飞行器在线模拟仿真飞行系统。该系统无需安装任何插件，能够快速直接实现三维运动渲染。系统以气动数据为驱动，按控制时序模拟一体化飞行器飞行轨迹、飞行姿态，并同步展示各参变量曲线；系统通过粒子模型模拟飞行器尾焰，通过多视角变化实现飞行器不同姿态的展示，以增强飞行器仿真的效果。经X-51A虚拟飞行仿真测试，本系统能够辅助一体化飞行器轨迹设计，且能够在一般计算机上获得较好性能体验，能够为飞行器设计仿真研究提供参考。     

基于Multigen Creator某飞行器视景仿真模型优化设计

根据飞行视景仿真和某飞行器模型的特点,利用Multigen Creator对导入的三维机械模型进行重新建模和优化。从如何修改模型数据库结构和减少模型复杂度和尺寸等方面入手,对飞行器的视景三维仿真模型的建立和优化方法进行了研究,解决了模型的逼真度和视景仿真的实时渲染速度之间的矛盾,最后对优化前后的模型通过在飞行视景仿真实验中的调用得到对比参数,表明了这种优化策略对提高复杂模型驱动速度、仿真效果和节省计算机资源开销有着很大必要性。     

SolidWorks在扑翼微型飞行器设计制造中的应用

扑翼微型飞行器是一种模仿鸟类或昆虫飞行的新概念飞行器。介绍SolidWorks设计软件在驱动机构运动仿真、翅翼频率分析和参数化设计中的应用。结果表明,SolidWorks应用于扑翼微型飞行器设计制造可以简化设计流程,提高设计效率。     

飞行模拟训练分布交互视景仿真系统研究

创建了具有LOD(Levels of Detail)层次细节优化的三维地形模型、飞行器模型和环境物体模型,采用Vega软件的Symbology (仪表)模块、Creator建模中的DOF(Degrees Of Freedom)技术和Opengl程序设计技术,开发了精细的虚拟座舱仪表模型,并完成了基于飞行器视点和地面多视点的各视景仿真联邦成员的软件开发,构建了符合HLA标准的飞行模拟训练分布交互视景仿真系统,为飞行员和地面工作人员协同配合训练提供了先进的环境仿真实验平台.     

基于虚拟现实的水处理车间仿真的研究

为了达到在工人上岗前对其工作流程进行培训的目的,利用三维建模工具3DSMAX和虚拟现实仿真软件Cult 3D进行水处理车间工作流程的模拟.该文详细介绍了虚拟现实技术Cult 3D的功能,并将虚拟现实技术应用于大庆第二采油厂的水处理车间,详细分析了建模过程需要注意的问题以及如何模拟水处理车间工人操作的流程,同时分析了编程过程中的关键技术,开发了三维仿真动画程序.程序可以自动生成水处理车间的三维模型,并且以三维交互动画的形式演示操作流程.     

基于OpenGL的三维建筑设计组件的设计与实现

本文提出了一种面向对象的支持三维图形可重用的组件层次设计方法，分析了组件的性能、设计方法和图元算法，实现了基于OpenGL的支持三维虚拟场景、建模和运动仿真的组件设计，描述了实体的运动层次链接关系和数据结构，并实现了虚拟环境的建筑物建模和运动仿真。     

基于虚拟现实技术的林区交互系统研究与实现

林木场景复杂的地理地形特点和林木本身复杂的结构,使得基于林木场景的实时虚拟交互漫游在可视化的基础上对系统提出了更高的要求.在针对问题研究的基础上,提出了一种基于软件实现的林区虚拟交瓦系统的设计方法,即利用三维建模软件3ds max来进行三维视景模拟,采用虚拟交瓦平台软件Virtools进行场景驱动.通过利用软件自带的一些功能和应用技巧,可以最大限度发挥软件的优化作用来解决真实感与实时交瓦的矛盾.介绍了系统实现的框架和技术流程,并对实现过程中的场景建模技术、交互设计中的图形化设计方法以及场景优化技术做了深入阐述.经过鹫峰林区的应用,验证方法可行.     

无人机编队飞行视景仿真关键技术研究

针对真实无人机编队飞行实验成本及风险较高的问题,提出一种基于Vega的虚拟验证平台,以克服OpenGL等视景开发工具代码可移植性较差、执行效率较低等缺点。分析无人机编队飞行视景仿真的系统需求,采用Vega的三维模型驱动与MFC灵活控制相结合的方法,研究多机飞行中的协同机制、仿真数据通信、编队飞行的实时控制、显示、记录与回放等编队仿真技术。结果证明,该虚拟验证平台仿真度高、实时性好、可移植性强、数据传输可靠。     

基于虚拟现实技术的车床仿真系统

基于开发CA6132型车床虚拟教学软件的目的,采用了虚拟仿真的方法,开发了带有虚拟现实特征的车床教学系统软件.提出了虚拟车床开发的一般流程,阐述了矫正图像的立面分割技术,开发了基于Unity3D引擎软件的虚拟车床仿真系统,解释了虚拟现实的基本原理,建立了CA6132型车床的三维模型,提出了在Unity3D下车床加工的仿真方法,开发了基于虚拟现实设备zSpace虚拟现实车床仿真系统,提出了虚拟现实的场景交互方式,降低了实际车床操作的危险.     

基于细分曲面的三维服装柔性实体模拟

提出一种基于细分曲面的三维服装柔性实体模拟算法，该算法将整个模拟过程分为两个阶段：首先利用四点细分曲面造型方法生成三维服装刚性曲面，然后在刚性曲面基础上通过引入织物的物理模型来模拟三维服装柔性曲面，通过物理和几何模拟方法有机结合，算法有效解决了复杂衣片间的缝合问题，较大地提高了模拟的计算效率，同时，也提出了一种基于细分曲面层次数据结构的碰撞检测算法，有效提高了模拟速度，提出的算法已全部在所开发的三维虚拟服装试衣系统中得以实现，实验结果表明：该算法具有模拟效率高、交互性强和易于计算机实现等优点。     

空空导弹攻击过程视景仿真研究

为复现空空导弹打靶攻击过程,满足部队训练评估需要,提出了利用虚拟现实技术进行视景仿真的解决方案。采用Creator建模软件建立飞机、导弹、靶标等三维模型,利用Vega Prime视景仿真软件和Microsoft Visual Studio.NET2003软件开发环境,对所建模型进行场景渲染和攻击过程的飞行仿真,仿真程序完整演示了空空导弹从飞机上发射、空中飞行、击中靶弹的全过程,效果逼真,交互性好。仿真结果证明了上述方法的可行性和有效性,为部队打靶训练提供了一种有效的评估分析手段。     

虚拟制造技术在吸尘器制造中的应用

该文简要介绍了面向机械设计制造过程的虚拟制造技术的特点和应用方法，分析了应用中的主要技术环节和技术方法，并阐述了如何应用虚拟制造技术提高生产企、世的经济效益。如何在虚拟原型产品的设计中，应用三维设计造型工具进行产品的外形和结构的布局设计。应用ADAMS系统的动力学仿真结果对产品结构进行了改进设计，解决了尾杆滚轮的运动不平衡问题。应用HSCAE Smart5．O系统对塑料外壳进行了注塑成形过程模拟分析，优化了注射成形工艺，避免了成形缺陷，提高了产品的性能，缩短了设计制造周期。     

基于X3D的虚拟场景建模技术

Web3D联盟发布的X3D标准作为下一代面向互联网的三维图形描述规范,已经被ISO批准成为国际标准,越来越广泛地应用于教育、训练、模拟等方面。该文从介绍虚拟现实技术的发展情况入手,深入分析了X3D规范的文件结构和语法结构。提出了利用X3D规范进行虚拟现实场景建模和系统优化的方法,对于提高景物建模的真实感和降低景物建模的复杂度都有重要的现实意义。