基于参数化动作描述的虚拟维修过程仿真

在虚拟人执行维修动作的过程中,参数化动作描述起到了虚拟人动作和自 然语言维修指令之间的桥梁作用,是为了规范虚拟人执行维修任务动作。论文在参数化动作 描述和智能虚拟维修训练环境的基础上,构建了维修任务分解模型和动作库;以参数化动作 描述为基础,提出了用于3D 虚拟人维修动作仿真的虚拟维修实时执行层次结构。最后,通 过某型起落架维修任务对参数化动作和仿真架构可行性进行验证,结果表明,基于参数化动 作描述描述的动作库可以很方便的进行维修过程仿真。     

虚拟手抓握动作的Petri网模型及其仿真实现

虚拟手的运动建模是三维人机交互研究中的一个关键问题.虚拟人在执行维修作业的过程中,不可避免地需要徒手抓握操作对象或维修工具.为此,该文提出了一种基于位置/变迁Petri网的虚拟人手抓握动作模型.该方法以关节化虚拟手的几何建模和关节约束分析为基础,描述了抓握动作的Petri网模型,通过仿真循环叠代和关节插值计算,实现关节链上各个关节的运动控制,并基于面向对象的技术设计实现了典型抓握动作.最后,基于人体建模与仿真软件Jack,设计并实现了一个虚拟手抓握动作的Petri网,仿真和实验结果表明所述方法简便易行,能够满足虚拟维修作业的要求.     

一个面向维修工程的虚拟人素分析系统软件框架

在工业产品、武器装备的维修性设计中，用虚拟现实技术进行人素分析，可以有效地提高产品的可维修性。该文提出了一个虚拟人素分析软件框架，并在此基础上，基于虚拟人平台—Jack，设计实现了一个虚拟人素分析系统。该系统根据给定的虚拟人体模型和虚拟样机进行人素分析并产生人素分析报告。该软件实现了维修仿真过程建模，以及基于维修仿真过程的人素分析功能，给用户提供了一个高效的分析环境。软件系统的应用实例研究表明，该文提出的软件框架是合理有效的。     

虚拟维修中虚拟人的动作模型设计

提出了一种基于维修任务分解的虚拟人动作模型设计方法,将虚拟维修任务分解为三个过程,建立了三个相应的维修动作层次化模型,阐述了维修动作的分类与设计,并将维修动作模型应用到了虚拟维修过程中.实验结果表明,基于维修任务分解的虚拟人动作模型可以有效地将虚拟人技术应用到虚拟维修中,大大提高了虚拟维修的逼真性.     

基于DI-Guy的人体视景仿真研究与应用

本文分析了目前几种典型的虚拟人系统,着重研究了基于DI-Guy的人体视景仿真技术,讨论了虚拟人的开发环境,分析了两种虚拟人生成方法（ACF配置实现及API编程实现）,论述了虚拟人实时运动中的若干问题;着重介绍了虚拟人自定义动作实时驱动方法,克服了用动作库中成型动作驱动的缺点,提高了人体视景仿真的真实性;给出了仓库调
调度仿真系统应用范例。结果表明,包含多个人体实体的虚拟场景在HP6200上的运行帧频大于28帧／秒,而且人体动静态效果逼真,满足一般工程应用需求。     

面向人素分析的虚拟维修系统的设计与实现

提高产品的维修性是当前产品开发的主要性能指标之一.在产品的维修性设计中,通过虚拟维修仿真过程的人素分析,可以有效地提高产品的维修性.据此,提出了一个面向人素分析的虚拟维修系统的结构框架,并基于虚拟人软件平台--Jack进行了系统实现.该系统可以在维修仿真过程中,控制虚拟人对虚拟样机进行维修操作,并进行在线分析和给出维修性的设计建议.以某型设备为例,对系统进行了实例验证.最后提出了进一步研究的工作.     

船舶狭小空间虚拟人维修姿态建模技术

针对现有虚拟人仿真技术在船舶狭小空间维修作业中存在的效率低下、需要较多人工干预、仿真成本高等问题,提出一种虚拟人姿态混合建模仿真技术。根据狭小空间中人体维修作业的特点,将虚拟人姿态建模分为虚拟人躯干及下肢姿态建模与虚拟人手臂姿态建模两部分。首先,提出一种基于姿态库的狭小空间姿态自动匹配算法,以确定虚拟人在狭小空间中的操作位置与姿态;在此基础上,建立多目标优化模型对手臂姿态进行求解,并实现维修仿真姿态的生成。以某型船舶机舱罐体阀门维修为例的实验结果表明,所提方法可以实现虚拟人姿态的自动定位与生成,且可有效提高维修仿真效率。     

基于虚拟人的导弹维修演示训练系统设计

针对导弹实装维修训练所面临的难题,基于微机平台,提出了结合虚拟现实技术和虚拟人技术进行导弹维修演示训练系统开发,给出了系统的框架体系结构,详细介绍了系统的主要功能模块,基于DI_Guy软件,结合动画软件基于动作数据读取方式实现了虚拟人的复杂动作生成与控制.系统直观、形象,对于维修训练系统开发具有重要的参考价值.     

基于虚拟人设计与实现机器人舞蹈动作的一种方法

基于三维虚拟人的骨骼模型仿真实现了机器人的舞蹈动作。分析了机器人舞蹈动作运动的基本规律和实现动作的基本方法,基于此建立了三维虚拟人实现机器人舞蹈动作的关键帧数据库,在此基础上利用中间帧的过渡函数实现了虚拟人骨骼模型仿真机器人舞蹈动作的方法。实验中利用NOBODY机器人舞蹈视频实现了三维虚拟人骨骼模型的仿机器人的舞蹈动画,结果证明了方法的正确性和可行性,对于机器人的三维虚拟化和仿真研究具有重要意义。     

虚拟环境下公安执法动作运动交互模型研究

目前公安执法动作训练过程中存在突发状况无法充分模拟,多种执法场景难以同时快速搭建,受训人员易造成身体损伤等问题,虚拟仿真训练可有效满足训练科学化、实战化的要求.虚拟执法人员是执法动作虚拟训练中的重要组成部分,为了实现更佳的沉浸效果,满足实战化需求,提出了一种用于肢体运动交互的方法,搭建了肢体交互骨架模型,分析了关节的运动规则,设计了运动算法,实现了运动仿真系统的交互结构,最终利用3ds MAX、Muhigen Creator、Vega和C语言编程实现了虚拟人运动仿真控制,为虚拟人在公安执法动作训练应用方面提供了一条有效途径.     

虚拟维修仿真中手势识别的研究与应用

虚拟维修训练仿真要求良好的逼真性和沉浸感,对训练操作者的动作意图能高效地转化.将手势识别技术应用于虚拟维修仿真作为的获取可以有效满足这种要求.通过装备维修动作的建模研究分析定义了能够体现动作意图的必需手势;之后采用模糊神经网络技术实现对手势的识别并建立基于手势识别的虚拟手交互控制机制.还重点对神经网络的构建以及学习算法进行了介绍,并在现有适用度计算方法的基础上结合网络实际提出了适用度的平均求解法.最后将基于手势识别的虚拟手交互控制方法应用于具体维修训练仿真中并证明了方法的可行性和高效性.     

三维虚拟维护训练系统关键技术研究

针对三维虚拟维护训练中设备拆装操作复杂的问题,提出一种通用的拆装关系数 据格式和处理方法,可方便定制各种设备的拆装训练应用;提出一种高效简洁的自动轴对齐约 束拆装操作方法,并以此设计实现了一种二维屏幕空间的移动拖拽器。通过OSG 引擎进行场景 渲染和管理,分析了系统的体系结构和场景组织设计,开发了一套虚拟拆装训练三维仿真系统, 实现了拆装操作记录的统计和报表输出。应用结果表明,该系统具有较好的实时性和显示效果。     

电力设备检修三维仿真集成系统的研究

利用计算机虚拟现实技术模拟电力设备及其故障处理方式,采取文本、声音、图形图像与视频等各种形式,可现场演示并指导工作人员。因此,本文基于计算机技术设计了电力设备检修三维仿真集成系统。以计算机技术为载体构建综合平台,可促使其实现多任务、多角色协同仿真培训,基于开放式接口标准可完善电力设备类型,进而为新型电力设备检修培训提供多元化接入方式。且学员可通过计算机模拟电力设备检修流程,降低设备与场地需求,提升学习效率与质量。     

配电线路维护机器人虚拟现实仿真系统设计

针对配电线路维护机器人遥显示和在线作业轨迹规划的应用需要,设计了一套机器人虚拟现实三维仿真系统。通过将机械臂姿态信息实时传输到虚拟现实环境中,实现了作业场景3D遥显示功能;根据机器人带电作业需求,设计了一种基于虚拟现实环境的机械臂轨迹规划运动学仿真软件,可在三维虚拟空间测试机械臂作业路径的可行性,具有直观、安全和高效的特点。上述系统为配电线路维护机器人完成带电作业任务创造了良好的条件。     

基于虚拟现实的地铁客流仿真系统的实现

针对对地铁客流的各种状况进行预测与评估的需要,提出了基于虚拟现实的地铁客流仿真系统的设计思想和实现方法,将地铁客流仿真系统和计算机三维动画技术结合起来.首先根据复兴门地铁客流的抽样数据建立了泊松分布数学模型,产生泊松分布的随机数来模拟客流数,然后用3DSMAX创建了地铁站、列车模型和人物造型,在Visual C 中利用一定的图形算法将模型读入DireetX场景,最后通过DirectX建立仿真系统的游戏引擎,运用脚本技术实现地铁客流的三维仿真.     

基于主变起火应急演练的虚拟现实培训系统

为提高火灾应急演练的训练能力,提出基于主变起火应急演练的虚拟现实培训方法。在3D虚拟现实视景模型下计算起火环境的单尺度特征参数,并根据参数结果构建图像输出模型,结合主变起火应急演练模糊控制方法进行虚拟现实培训的三维重构,实现主变起火应急演练虚拟现实培训的控制,在虚拟现实系统中进行主变起火应急演练的视景重构,在视点位置中进行主变起火应急演练的3D虚拟现实模拟,实现基于主变起火应急演练的虚拟现实培训设计。仿真结果表明,采用该方法进行虚拟现实培训系统设计的帧渲染速度快、特征配准率高。     

基于多体动力学理论的赛车游戏引擎的设计与实现

运动车辆的实时建模、动力学行为仿真是赛车虚拟环境中的重要组成部分。论文设计并实现了一实时赛车游戏引擎,在引擎车辆建模中提出了一种基于多体动力学理论实时逼真的赛车建模方法,对赛车的真实受力状况进行简化,模拟车辆的各种动力学行为和车辆运动的真实感绘制。并实现了引擎中的碰撞检测技术、音效处理技术、虚拟环境的实时绘制技术。增强用户漫游虚拟环境的沉浸感。     

A maintenance time estimation method based on virtual simulation and improved modular arrangement of predetermined time standards

In the early stage of product design, it is important for maintainability design to evaluate accurate and efficient maintenance time by using the virtual simulation technology. However, the difference between the virtual world and reality results in inaccurate estimation of the maintenance time. Besides, few characteristics of the maintenance tasks and actions are considered, leading to a large estimation error. To solve these problems, this paper presents a maintenance time estimation methodology considering the maintenance action elements (MAEs) and modular arrangement of predetermined time standards (MODAPTS) based on the virtual simulation. To consider fully the features of the maintenance operations, a MAE system is designed and integrated with the MODAPTS to decompose the maintenance task into different basic units for the preliminary time estimation. Meanwhile, to bridge the gap caused by the virtual environment, the association relationship of the MAEs and maintainability is analysed to compensate the extra time spent in the interaction among the humans, machines and environment. Through a case study of an auxiliary power unit starter of a Boeing 737, the proposed method is validated to be capable to describe the difficulty in the practical maintenance process and perform an accurate, efficient and stable maintenance time prediction.