基于几何约束机制的团体操队形辅助设计平台

大型团体演出,如团体操,往往涉及到快速、平滑、流畅、整齐的群体队形变换问题.基于虚拟人群仿真技术,通过引入几何约束方法,结合Morphing,CVT和Lloyd技术,从团体操队形约束、个体分布布局、个体配对、个体运动路径规划、群体碰撞避免等方面,综合提出一种新颖的团体操群体队形变换解决方案.首先采用Morphing生成从源队形到目标体操队形的一系列中间约束形状,保证变化的平滑性;然后利用CVT技术实现群体在约束形状中的分布布局;由于约束形状变化,个体的运动路径规划和碰撞避免均采用改进的Lloyd下降法,即变空间域下的Lloyd下降法来实现;最终搭建系统平台,有效地提高了团体操队形设计质量和效率.     

虚拟现实技术在电力应急抢修演练中的应用

针对传统的电力应急抢修演练中存在的问题,利用虚拟现实技术设计开发虚拟应急演练系统。详细阐述系统结构及涉及到的关键技术,介绍系统的主要功能和应用案例。该系统的设计开发为电力抢修人员的培训带来方便,并取得良好的仿真效果。     

运动编辑支持的舞蹈辅助编排技术

针对舞蹈表演创作与编排中的舞台构图和动作片段连接问题,实现了相应的计算机辅助舞蹈创作与编排技术．舞蹈创编人员可在计算机中对演员的走位和队形进行自由编辑,组合不同的表演动作片段．通过这些辅助工具,能够在演员实际表演前调整舞台效果并获得相应的预览,降低实际编排的难度与工作量．     

亚轨道飞行器返回段动力学虚拟样机设计

为进行亚轨道飞行器返回段飞行仿真实验,详细划分返回段动力学虚拟样机层次结构,建立虚拟样机各子系统数学模型,并以此为基础在VPM（Virtual Prototype and Modeling）仿真平台上实现亚轨道飞行器返回段的动力学虚拟样机设计．使用现有的亚轨道飞行器总体方案在该虚拟样机系统上完成虚拟实验,仿真结果表明,该虚拟样机系统设计合理,可以为今后的亚轨道飞行器研制工作提供一定的技术支持．     

包含原理的群体机器人队形一致协调控制

利用系统包含原理,将重叠互联系统的对对分解与分散协调控制应用于基于Leader-follower方法的机器人队形形成与一致性中,对群体机器人系统重叠展开成由领导者和一个跟随者组成的多个子系统对,同时考虑现实系统中存在的噪声干扰,并根据一致性规则为扩展系统的每个子系统对设计独立的一致协调控制器与观测器。根据系统包含原理相关条件,将分散的控制器与观测器收缩回原系统,实现群体系统的重叠分散一致协调控制,简化了系统的分析与设计。最后,考虑六边形队形结构特点和研究意义,以7个机器人形成正六边形队形为例,用计算机仿真证明了此方法的有效性。     

一类非完整移动机器人编队控制方法

针对大部分两轮非完整移动机器人轮轴中心与几何中心不重合的特点, 提出一种多机器人协调编队控制算法. 构造队形参数矩阵确定编队形状, 根据领航机器人和相关队形参数生成虚拟机器人, 把编队控制分解为跟随机器人对虚拟机器人的轨迹跟踪. 建立虚拟机器人与跟随机器人之间误差系统模型, 利用Lyapunov 理论设计相应控制器, 从而实现队形保持和变换. 应用microsoft robotics developer studio 4(MRDS4) 搭建3D 仿真平台, 设计3 组实验, 结果进一步验证了所提出方法的有效性.

     

基于ADAMS和Vega的地面机动武器仿真系统的研究

结合数值仿真和视景仿真技术,建立了地面机动武器系统的分布式交互仿真平台,该集成仿真系统具备多种仿真功能,能够用于新型武器装备的研制和大规模军事演练。按照该仿真系统结构,实现了某地面移动机器人的仿真系统。其动力学仿真子系统用ADAMS的履带工具箱（ATV）建立了该机器人的动力学模型。并对起步工况、最高直驶速度和转向特性进行了动力学仿真分析,得到该数字系统较为完整的虚拟实验数据,并通过交互接口将仿真数据用于视景驱动。视景仿真子系统采用MultiGen Creator／Vega实现,分析了视景模型的数据组织结构和简化处理,基于Vega编制了视景仿真程序。     

一个综合服装设计CAD系统—GMDS

本文介绍的ＧＭＤＳ系统是一个综合服装设计ＣＡＤ系统，它由创意设计、整体设计、衣片设计和试衣镜等６个子系统组成．文章介绍了该系统的系统设计、体系结构及各子系统所具有的功能，并介绍了具体实现时的一些算法．该系统对解决我国服装行业设计中存在的问题具有一定的现实意义     

虚拟新闻模拟系统的研究与设计

战略模拟日益成为现代战争模拟的重心,而传统利用文书想定表述情况的方式,已不能满足战略对抗训练的需求.针对这个问题提出了虚拟新闻的概念以及它与普通新闻的区别与联系.在分析战略对抗演练对虚拟新闻模拟系统的需求和功能的基础上,设计了该系统的总体结构;然后具体阐述了系统的软硬件实现,以及其运行方式,最后阐述了系统所采取的关键技术.仿真结果表明该系统能够有效地模拟出战略对抗的过程和结果新闻,帮助演习人员顺利进入角色.扮演     

基于图案的分布式协同系统的设计与实现

本文描述了基于CSCW技术的计算机支持协同工作系统的体系构造,实现了一个适于图像设计的计算机协同工作的设计系统。这个系统由分布式数据库管理子系统、通讯代理子系统、图案编辑子系统组成。实例证明该系统具备CSCW的特征并且在实践中协作良好。     

VirMIC—一个基于Internet的IC虚拟制造环境

该文展示了一个Internet环境下的集成电路虚拟制造环境VirMIC,着重于系统的三个核心模块,即电路性能仿真与成品率优化模块、工艺线仿真与调度模块和产品决策模块,电路性能仿真与成品率优化模块,建立了一个基于OO-DCE的技术CAD环境,以这个环境为依托,通过协调效益和成品率进行了工艺流程的可制造性优化设计;工艺线仿真与调度模块,以一定的工艺流程和制造系统配置为基础,建立制造系统Petri网模型,从而进行系统性能仿真和生产调度,对制造系统的整体性能进行优化;产品决策模块以前两个模块为基础,对如何选择合作伙伴,如何在合作伙伴之间分配用户提交的制造负荷,为构成“虚拟企业”提供指导性信息,以上三个模块构成了Vir-MIC系统的功能核心。     

输送线设计仿真系统

针对目前输送线系统的设计开发中,在结构设计与布局方案规划、控制系统现场安装调试、规模较大系统的实时输送路径规划等环节普遍存在着工作繁琐、修改灵活性差、现场安装调试复杂等问题,本文设计研发了一种基于Unity3D的模块化输送线设计仿真系统,以模块化输送机Unity3D三维模型为基础,通过Winform人机交互实现设计方案的模块化快速拼装构建;采用软PLC技术和分布式控制器架构实现输送线控制系统的离线编程与现场快速安装;通过遗传算法规划物料运输最优路径,最终完成输送线系统的仿真运行,全面验证系统设计方案、控制编程与路径规划的有效性和正确性,为后续的输送线实物快速设计与现场安装奠定基础.     

机构虚拟设计平台的研究与开发

以胶印机的机构设计为背景,提出了一个集成化的机构虚拟设计平台的体系结构,介绍了基于功能分解的机构概念设计,描述了构造装配模板实现概念模型与装配结构模型间的映射,并阐述了机构设计中的分析与评价等问题。     

Human knowledge acquisition from 3D interaction in virtual environments

Recently,virtual environment (VE) based design and planning,which is a kind of interaction intensive computing,has shown great potential.Most users of such systems are specialists or technicians and their 3D interactions with the system embed a great deal of knowledge and skills.Thus,how to integrate human knowledge and skills into VE is a great challenge to researchers in the human computer interaction field.This paper proposes a method for acquiring user knowledge from VE.The main ideas and work include,abstracting the interactive process and formalizing the interactive semantics,as well as providing a semantic model of an interactive information repository,from which user interactive processes can be retrieved and all kinds of application logics can be established.A virtual assembly planning system is introduced as an example of a practical application of this method.Experiments show that the related models can well capture user knowledge and retrieve the interaction process.     

下颌骨拼接与导板设计的力反馈虚拟手术研究

传统的颅颌面术前规划与手术训练缺少力的触觉反馈，导致医生在手术建模与导板设计的过程效率低下。针对提高医生术前规划效率和训练的效果，设计了一种基于力反馈的颅颌面虚拟手术仿真平台。该系统采用力反馈机制与碰撞检测机制，能够对模型进行选取并移动而达到对下颌骨精确拼接的效果，同时能够设计出相应的导板。实验结果证明使用该平台进行颅颌面手术术前规划和导板设计更有效率，仿真结果的实时性和真实性也较高。     

Periodic Motion Planning and Control for Double Rotary Pendulum via Virtual Holonomic Constraints

Periodic motion planning for an under-actuated system is rather difficult due to differential dynamic constraints imposed by passive dynamics, and it becomes more difficult for a system with higher underactuation degree, that is with a higher difference between the number of degrees of freedom and the number of independent control inputs. However, from another point of view, these constraints also mean some relation between state variables and could be used in the motion planning.We consider a double rotary pendulum, which has an underactuation degree 2. A novel periodic motion planning is presented based on an optimization search. A necessary condition for existence of the whole periodic trajectory is given because of the higher underactuation degree of the system. Moreover this condition is given to make virtual holonomic constraint (VHC) based control design feasible. Therefore, an initial guess for the optimization of planning a feasible periodic motion is based on this necessary condition. Then, VHCs are used for the system transformation and transverse linearization is used to design a static state feedback controller with periodic matrix function gain. The controller gain is found through another optimization procedure. The effectiveness of initial guess and performance of the closed-loop system are illustrated through numerical simulations.      

三维数字化城市虚拟漫游系统的设计

利用三维数字化建筑场景,模拟和感受城市建筑生活环境,多角度、真实性地再现了未来城市设计,相比传统 的图纸规划,不仅节省了人力,而且有效提高了城市规划的准确度。本文设计了一种三维数字化城市漫游系统,将实时交互和 虚拟体验结合起来,可以让城市规划部门通过虚拟体验后完成城市建设的规划。通过三维数字化城市设计为人类带来逼真城 市漫游体验。     

导弹虚拟战场环境设计与实现

为给某型导弹部队提供一个全新的演习、训练和战前要素熟悉平台,文中通过VC＋＋6．0和该实验室自行开发的软件DeepEye平台设计和实现了导弹虚拟战场环境演示系统。首先根据系统分析对系统整体结构进行了模块化设计,然后从场景生成和效果实现两方面对各模块进行开发,先后建立了天空模型、地形背景模型、战场实体模型,并对地形匹配、航迹规划、特殊效果实现、视点变换、交互接口设计等关键技术做了研究,最后实现了适合于导弹作战的虚拟战场环境模型。结果表明,该设计方案可行,仿真效果良好。     

虚拟环境中面向装配设计的数据场景图研究

作为虚拟环境中的数据结构，场景图的构建是虚拟现实技术领域的重要研究问题之一。针对虚拟装配设计系统的要求，讨论现有商业VR软件在开发虚拟装配设计时存在的限制，提出一个基于场景图的多层次虚拟装配设计模型VAM．在现有VR软件和VAM的基础上，说明了虚拟装配设计时的路径规划、序列生成、零件之间的约束关系等的表示和应用。