基于STEP和OSG的虚拟装配系统

针对传统虚拟装配系统中装配灵活性不足以及模型格式的局限造成的问题,对工业CAD设计中STEP标准进行了研究,并结合开源虚拟现实引擎OSG (OpenSceneGraph)的技术特点,设计出一个虚拟装配系统,并解决了其中关键技术问题,仿真出一个原型系统.系统采用OSG组织STEP产品模型的拓扑结构,并采用NURBS曲线曲面方法表达STEP模型的几何形状信息,将STEP模型读入系统,根据模型特征面、线之间的配合关系实现装配.系统的实现不仅增强了装配的灵活性,还使工业CAD与虚拟现实系统无缝结合、数据双向通信,同时也扩展了OSG的应用范围,从单纯的图形渲染走向虚拟装配制造领域.为虚拟装配设计、教学培训提供了方便有效地支持.     

基于语义特征造型的虚拟装配

协同虚拟装配技术是虚拟样机技术与虚拟现实技术相结合所产生的一个新的研究热点。基于细胞元表示的语义特征造型技术,提出一种统一的协同虚拟装配框架,在该框架下能够有效支持异构CAD系统间零件及装配体的协同装配。网络传输以特征依赖图存储的操作信息,可降低网络负荷,提高响应速度。该思想初步应用在自主开发的HUST-CAIDS与UG间的异构协同设计中,证明了以上理论的可行性。     

基于装配技术的管网场景仿真系统研究

本文提出了一种基于装配技术的管网三维可视化的方法,分析并构建了管网场景仿真系统的功能模块和体系结构。针对CAD系统和虚拟环境之间的数据转换问题,采用了层次结构模型来表达管件模型。在虚拟环境中, 通过对模型进行凸包分解,实现了精确碰撞和干涉检测。系统实现效果表明,基于装配技术和碰撞检测技术的管网可视化方法可更为灵活、逼真的实现管网的三维再现。     

虚拟装配与CAD之间的信息交换

该文指出了虚拟的产品零部件模型在CAD系统与虚拟装配系统之间的差异.通过分析指出了进行虚拟装配应当从CAD系统中获取的信息内容,如何使用CAD提供的接口和API获取零件的装配信息以及如何在虚拟装配系统中使用所提取的装配约束信息,为工程实践中开发虚拟装配系统以及实现CAD与VA的集成提供了一条技术途径.     

基于OpenFlight的虚拟装配信息表达技术

为实现模型从CAD系统到虚拟装配系统的转换,提出基于OpenFligth的装配信息表达方法。将虚拟装配所需要的模型信息分为装配信息和零件信息两个层次,通过CAD二次开发技术,提取装配信息及零件信息,分别写入扩展后的OpenFlight层次化模型数据库。基于OpenFlight的信息表达方法解决了模型重构技术中繁杂的映射问题,避免了装配信息向中性文件的写入过程,具有可扩展性,较好地解决了CAD系统与虚拟装配系统之间的数据集成问题。建立基于Vega的虚拟装配系统,验证了转换方法的可行性。     

基于虚拟现实的潜艇虚拟装配系统

该系统是基于虚拟现实技术的潜艇虚拟装配系统。系统使用Creator／Vega虚拟现实软件平台实现,建立非常真实的虚拟装配环境,使用户有身临装配现场的感觉。用户在三维鼠标、位置跟踪器的帮助下可以随意地平移和旋转模型,完成装配操作。同时,该系统运用了Vega容体碰撞检测技术,较好地解决了虚拟装配中的瓶颈--实时碰撞检测。此系统大大缩短了设计周期,节省了设计制造的费用。     

CAD模型转换到VR模型的实时可视性研究

实时3D 可视化是机械产品设计当中的一个主要问题,针对CAD几何学和装配以及机械产品的高可视化提出了MEMPHIS中间件框架,目的是连接实时虚拟现实应用,特别是CAD模型的管理操作设计。同时还保证了当进行模型转换时,在CAD模型上必须作相应的几何改变,系统会同步变化,这样避免了传统的从CAD模型转换到VR模型转换时人工加入虚拟现实特殊信息,如光照设置、材质、纹理、行为这些刻画VR模型可视化特性的信息属性后才能实现这种转换。从而大大提高了机械产品协同设计的效率和可视性性能。     

基于虚拟现实的煤矿设备装配仿真系统研究

针对煤矿大型设备装配存在拆装繁琐和成本高的问题,以采煤机、液压支架、掘进机和提升机为研究对象,采用虚拟现实技术设计并实现了一套由虚拟装配子系统、场景仿真与漫游子系统组成的虚拟装配与仿真系统.利用Maya对大型设备建模,通过VS程序设计,在Unity中进行交互控制,实现了设备的虚拟装配与拆卸、采煤工作面的虚拟仿真漫游功能.系统有效地提高了训练效果,形象逼真地再现了煤矿井下生产过程,具有良好的沉浸性和交互性.测试表明:经该仿真系统训练与使用,有效提高了设备实际装配与拆卸能力,同时降低了成本,具有显著的实际应用效果.     

VRML在航天仿真技术中的应用

文章介绍使用虚拟现实建模语言（VRML）建立地面设备仿真实验和导弹弹体虚拟装配系统，操作者通过网络使用浏览器进行交互式的虚拟试验和弹体装配，可以实现航天工程中部分高成本，高代价的实物操作训练功能，该系统具有高度的真实效果，展示了虚拟现实技术在航天工程中应用的广阔前景。     

VDVAS：一个集成的虚拟设计与虚拟装配系统

随着虚拟现实技术的逐渐成熟，研究者们已将其引入到工程领域，为实现虚拟设计与虚拟装配过程的集成，避免现有的虚拟装配系统中，虚拟环境与CAD系统间所必需进行的复杂的、无谓的数据传输，描述了一个基于多通道的、集成的虚拟设计与虚拟装配系统VDVAS。在该系统中，设计得可以通过直接三维操作和语音命令直观方便地建立机械零件及其装配模型，并通过交互拆装来得到零件的装配顺序和装配路径等信息，VDVAS的一个重要特征在于，可通过集成虚拟设计与虚拟装配过程，使设计者能在一个集成的虚拟环境中修改零件几何（假如在装配过程中发现零件存在设计缺陷的话）。     

基于OGRE的煤矿安全虚拟现实3D软件设计与实现

随着煤矿安全的数字化管理,基于3D技术的煤矿系统虚拟现实成为煤矿安全中进行安全培训的重要技术手段。本文以OGRE引擎为软件开发环境设计煤矿安全虚拟现实3D软件,阐述OGRE的软件结构、煤矿安全虚拟现实3D软件的构成、3D模型的建模方法和实现方式,设计具有运动功能的3D模型的操作和控制方法。对煤矿安全管理和数字化煤矿的建设具有现实意义。     

基于虚拟现实技术的模具教学系统研究与开发

主要阐述一种虚拟现实技术,设计一套完整的虚拟现实模具教学系统。教学系统为模具装配与调试定制,完全按照模具装配过程工况以及操作需求设计,同时保证使用过程的友好与稳定。构建了整套大型覆盖件模具装配与调试数据库。使用者在操作的过程中基于虚拟现实环境,高效而又准确地实现设计理念,彻底摆脱有理念而无法快速在常规软件中实现的难题。如果此系统应用于高职高专的教学中,学生能快速获取相关知识,增加学生参与兴趣,从根本上解决模具教学的枯燥性。     

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.     

基于虚拟现实的煤矿大型设备培训系统研究

针对煤矿设备操作培训中存在的不足,设计并实现了一种基于虚拟现实技术的煤矿大型设备虚拟培训系统,利用三维建模软件Maya对井下主要设备采煤机、液压支架、刮板输送机等生产机械设备进行三维模型的创建,结合虚拟现实制作软件Unity3D进行虚拟场景整合与交互设计,利用C#编程语言实现对煤矿大型设备运动仿真控制.通过接口电路实现用户与虚拟场景设备的真实交互.经测试表明,系统不仅实现了煤矿大型设备操作培训的功能,而且增加了系统的交互性,弥补了传统培训方式的不足,节约了培训成本,缩短了培训周期.     

虚拟现实教学手段在煤矿特种工培训中的应用

分析了目前煤矿特种工安全培训质量差的2个主要原因,指出培训手段的落后是导致煤矿特种工培训效果不佳的主要原因;分析了用传统虚拟现实技术开发的培训教学软件的缺陷,介绍了基于三维地理信息系统的虚拟现实技术开发平台的特点;分析了基于3DGIS虚拟现实特种工培训软件的优势。该虚拟现实教学手段为改善煤矿特种工安全培训质量提供了新思路。     

虚拟校园漫游与实时可视化研究

将虚拟现实技术和人机工程相结合,基于Crystal Space 3D平台实现虚拟校园系统。该系统由数据和软件两部分组成,数据部分包括多媒体数据和三维模型数据。在建模阶段引入面向对象思想并大量使用纹理,降低了三维模型的复杂度。同时,使用XML描述导出后的模型,使模型数据更容易被读取和解析。软件部分支持多种输入硬件、支持不同的漫游方式和对虚拟校园中指定地点的查询及自动寻路,并配以介绍学校文化的背景音乐,使整个虚拟系统在突出虚拟现实交互性、沉浸性等独有特性的同时,最大限度考虑“人”的使用因素,提供多样的使用方法和舒适的使用环境等人机工程特性,使系统的实用性更强。     

面向虚拟装配的产品层次信息表达研究

提出了将虚拟装配中的产品属性与行为信息分为产品层、特征层、几何拓扑层以及显示层。通过产品层次信息模型中的数据映射与约束映射,实现产品信息的层次间关联。面向虚拟装配的产品层次信息模型在满足虚拟现实实时性要求的同时,不仅保持了CAD静态设计信息的完整性,还表达了零件在虚拟环境中的动态行为信息。     

应用VRML技术的脉冲爆震发动机虚拟实验系统开发

在脉冲爆震发动机的教学科研中,迫切需要开发一个演示系统结构与运行过程的虚拟实验室系统。以VRML虚拟现实技术为平台和UG三维实体建模为单元,构建了具有交互功能的脉冲爆震发动机虚拟动态实验系统,实现了脉冲爆震发动机的虚拟拆卸与装配以及脉冲爆震发动机系统的虚拟运行。该虚拟实验系统避免了实际试验过程的危险性和涉密性等问题,具备远程教学科研的演示功能。     

基于自由立体视频的露天开采虚拟现实的研究与实现

文章结合最新的交互式自由立体视频技术与露天开采虚拟现实技术,设计并实现了一种基于自由立体视频的露天矿开采虚拟现实技术的交互与演示系统。文章利用3DS Max和VRMap软件建立了某露天矿区的虚拟视觉模型,并将这些虚拟视觉模型按照适合立体显示的条件进行场景渲染和视频图象生成,最后结合虚拟场景的三维显示特性设计了交互式自由立体视频软件,通过该软件展示了虚拟现实场景。该系统克服了传统虚拟现实演示的局限性,用较低的成本支持更多的用户进行参与和交互,同时也具有较强的环境拓展性。