悬臂式掘进机虚拟仿真平台设计

悬臂式掘进机广泛应用于煤矿井下巷道施工,掘进机的培训包括传统的书本教学方法和基于井下实际操作的训练方法,但是由于其场地和安全的局限性,无法满足训练要求.针对这一现状,利用虚拟现实技术和交互仿真技术构建了悬臂式掘进机虚拟仿真平台.该平台采用三维建模技术,使用多边形建模方法制作了悬臂式掘进机、转载机、供电系统等三维模型;运用Unity3D引擎驱动三维模型组成的虚拟场景,采用场景优化技术实时渲染出沉浸式的虚拟场景;在脚本语言C#编程环境下实现操作流程顺序控制、操作描述、三维模型驱动等,实现悬臂式掘进机虚拟仿真培训.培训结果表明,沉浸式人机交互可达到与实物培训相类似的效果,提高使用者学习和操作悬臂式掘进机的效率.     

虚拟现实视域下的变电站可视化巡检培训系统设计研究

以虚拟现实技术设计变电站可视化巡检培训系统，设计培训系统整体框架，基于三维虚拟场景建模技术进行变电站三维模型构建，实现变电站可视化，以交互式、体验式等特性为操作员工提供良好的虚拟实践训练场景，同时以变电站环境与运行流程模拟仿真，促使操作员工熟悉实际现场环境，牢记操作流程与方法，处理模拟故障，以真实的带电作业实践操作体验，提高巡检培训效率与质量。     

盾构机动态交互仿真系统的研究与实现

盾构机是用于开挖隧道等地下施工的专用工程机械,有着广阔的应用前 景。但因掘进装备等的高度复杂性,以及地质条件、工况的不确定性等导致的安全问题,对 盾构机的学习和研究带来一定难度。鉴于此,利用VRML、Cult3D、HTML 等开发了一个 基于网络的交互装配、运动仿真和虚拟漫游系统,具有导航漫游、交互操作虚拟对象、信息 查询等功能,形象直观地展示了盾构机的构造和原理,为盾构机的学习和研究提供了一个很 好的平台。     

盾构施工虚拟仿真三维模型建模方法

近年来,随着城市地下交通的快速发展,盾构施工技术得到了广泛的应用。为了解决施工步骤展示和传统实验教学环节存在的不足,提出利用盾构施工仿真三维模型模拟施工场景。该文主要介绍了运用3ds Max和SketchUp软件绘制三维模型的流程和技巧,以及在3ds Max软件中精确制作盾构机掘进动画的方法。     

小波阈值去噪在盾构偏离趋势预测中的应用

在盾构法隧道施工中,为保证施工质量,隧道的轴线控制是其中最为关键的一步。但是由于盾构机传感器获取的数据存在误差,直接使用这些数据则可能导致盾构机偏离。对此提出利用小波包分析方法减少盾构机姿态数据的误差,采用二次多项式拟合得到盾构机姿态的准确预测。经与实际偏离数据相比较,预测数据能满足施工所需的精度要求,为施工中的盾构偏离调整提供了较为准确的数据支持。     

基于云平台的盾构数据采集系统研制和应用

隧道建设过程中,采集盾构实时数据是监控设备、预防风险、提高隧道质量的重要途径。为了对全国各地盾构工程实现集中监控,摆脱市面上数据采集系统费用较高、通用性较差的局限,开发了基于云平台的盾构数据采集系统。该系统通过OPC协议循环读取PLC地址,根据用户设置的配置文件,将PLC记录信息按照类型逐条区分处理,然后调用WEB API接口,数据同步发送到云服务器的数据库中,使用JavaScript结合html5开发的组态软件,远程实时监控盾构机各种状态。整个系统的网络架构由盾构操作内网和地面监控外网组成,通过绑定MAC地址、限制端口访问等技术手段,阻断外部对盾构PLC的网络攻击。经过大量实际工程应用证明,该系统能满足不同品牌、不同类型盾构数据采集要求,为盾构施工集中信息化管控打下基础。     

基于虚拟现实技术的油田仿真培训系统的设计

油田作业培训的安全问题一直备受关注,为了保证油田作业培训的安全性,将虚拟现实技术应用于油田仿真培训工作,建立油田仿真培训系统.该系统基于虚拟现实技术,设计了油田仿真培训系统的总体结构,提出了演示、操作演练和考评三种培训模式,阐述了交互式菜单和对三维实体的交互式操作两种人机交互方式,引入了虚拟人和虚拟手的模型及控制技术.该系统虚拟场景逼真,培训功能齐全,用户可以进行多视点、多场景的浏览,让用户有身临其境的感觉,目前已经应用到实际培训中,效果良好.     

盾构施工中地表沉降的数值仿真及影响分析

研究隧道施工地表沉降量需有精确估算.为了减少盾构机隧道挖掘所引起的地表沉降,利用FEPG系统,结合盾构法施工的实际过程,综合考虑了开挖面泥水压力、应力释放、注浆力学性质变化、盾构机身坡度、注浆压力等要素,建立了三维非线性有限元模型,对上海崇明越江隧道特大泥水盾构施工进行了数值仿真.仿真计算所得的地表沉降量结果与施工现场测得的实际地表沉降量较为吻合,表明仿真方法的有效性,并对数值仿真影响地表沉降的主要因素进行了分析.从结果分析上看,施工中合理地增大开挖面泥水压力、注浆压力可以有效减小地表沉降.     

盾构隧道通用管片虚拟拼装系统

基于通用管片与盾构隧道设计轴线的几何特征,利用多环组合的方法选取通用管片的拼装点位、制定切向纠偏线路,并基于Unigraphics开发了管片的虚拟拼装系统,实现了通用管片三维动态虚拟拼装及拼装偏差报告的输出.将该系统应用于正在施工中的上海某超大直径盾构隧道中,达到了预期的效果.     

基于虚拟现实的反渗透仿真培训系统研究

针对反渗透海水淡化装置专业技术人员培训周期长、业务针对性差、误操作风险高等问题,集成了HLA/RTI作为分布式仿真支撑工具、虚拟场景生成和绘制工具作为渲染引擎、沉浸式交互设备作为人机接口等关键技术,开发了反渗透海水淡化装置虚拟样机和交互式支撑环境,构建了“过程工艺模型+DCS控制仿真+三维虚拟操作环境”的海水淡化技能培训系统。该系统采用虚拟现实技术直观地揭示了海水淡化真实的工艺原理、操作流程、故障处理方法,可对海水淡化操作和维护人员进行有针对性、自主性和安全性的培训,结合虚拟培训设施,避免了传统培训风险,获得了专业知识和实际经验,并多次用于商务部组织的发展中国家海水淡化管理研修班的培训,具有很好的应用推广价值。     

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。     

基于虚拟现实技术的虚拟矿山系统的设计

文章介绍了基于虚拟现实技术的虚拟矿山系统的总体结构和流程设计,详细阐述了系统实现的关键技术:脚本自定义技术、模型导入技术、光照与纹理技术等。该系统采用自定义的脚本技术,使场景编辑透明化,为用户提供了更加方便友好的操作方法。     

智能三维虚拟试衣模特仿真系统设计*

针对服装物理仿真通常计算量庞大、在低端硬件平台或交互式环境进行高质量模拟的挑战,将人工生命思想引入服装纹理生成,基于混合虚拟现实技术研究开发了智能三维虚拟试衣模特仿真系统。通过在三维空间中构建与真实人体类似的三维虚拟模特作为消费者的试穿替身,同时设计实现了场景屏风功能,这样不但便于根据着装场合自由切换服装纹理,而且可以让消费者通过这一虚拟平台更为直观、自由地观察着装效果为了使三维试衣系统更为智能化,还建立了服装搭配合适度智能评价系统。     

基于MultiGen的虚拟场景真实感研究

虚拟校园是数字城市的缩影。以北京交通大学的真实校园场景为研究对象,采用模块化、层次结构和纹理映射技术相融合的方法,通过运用实时可视化三维建模软件系统MultiGen Creator进行建模,创建了较为逼真的校园虚拟场景模型,并从数据库结构和组成模型的面片数两方面对其进行了优化,最后利用仿真系统Vega实现了校园虚拟场景的驱动显示。对于校园虚拟现实系统关键技术的研究与实现成为完成逼真合理的大规模虚拟场景的基础。     

虚拟博物馆的三维场景构造及交互漫游实现

虚拟现实技术日趋成熟,针对虚拟场景的构造、交互漫游系统的实现过程展开讨论.系统对徐悲鸿博物馆的主要建筑物、生前作品及其雕塑进行了三维重建,实现了整个博物馆的虚拟漫游.探讨了构建虚拟博物馆三维场景及交互漫游实现过程中的若干关键技术问题,同时为虚拟博物馆系统的建立提供了一种切实可行的途径.     

智能家居虚拟场景设计与实现

面向智能家居应用,以Unity 3D为虚拟现实开发平台,给出了用虚拟智能化家庭场景实现虚拟场景家电设备及环境监测设备的模型设计。平台中的虚拟人可以在虚拟场景中自由漫游,并且通过虚拟人手中的终端设备,实时家电控制并获得环境监测设备的实时数据,使得家庭控制更加生动形象,实现虚拟与现实的融合。虚拟场景的设计有助于智能家居的宣传、培训和展示,同时让用户通过远程操作,也可以体验到真实的智能家居系统,零距离展示智能家居实验室的科研成果。     

浅谈虚拟微机组装技术的研究应用

提出了虚拟微机组装体系结构,实现了基于虚拟现实技术的虚拟微机组装原型系统,探讨了在虚拟组装中Vega Prime场景的控制及渲染技术、碰撞检测算法、及微机零件模型的实时编辑和定位等技术,并将其应用于实践,验证了所构建虚拟装配系统的可行性。     

基于OpenGL与3DS MAX的虚拟场景漫游系统的设计与实现

讨论了基于OpenGL与3DS MAX的虚拟环境的建模与漫游,并以此开发出一个虚拟的环境.系统以Visual C 6.0为开发平台,结合OpenGL以及3DS MAX建模,进行了南平师范高等专科学校部分场景的建模,以及漫游的实现,并具有光照、材质等真实感增强处理方法,建立的虚拟场景立体视觉效果明显,且实现了场景的可交互性.     

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.     

VECW:一个虚拟环境的构造和漫游系统

如何真实地在计算机中表达现实世界是计算机图形学的一个重要研究方向。基于几何造型的图像绘制混合是一种很有应用前景的方法。文中在实现前人提出的从建筑物照片中提取建筑物的几模型和相应纹理映射的算法的基础上,给出了一个虚拟环境的构造和漫游系统,简称ＶＥＣＷ。