高速虚拟仿真物体的碰撞检测方法

高速运动虚拟物体在相邻的离散时间点上容易出现碰撞检测遗漏和检测碰撞初始点不准确的情况,针对此问题给出了基于相对运动和空间几何运算结合的随时间运动函数的碰撞检测方法;用相对运动理论推算出移动坐标变换矩阵函数方程。在新的运动路径下进行空间曲线和几何体相交测试。预计算出碰撞时间和碰撞初始点。最后将该碰撞点移动变换回系统坐标空间。得到运动状态下的碰撞位置;该方法能有效准确地检测在高速运动下的碰撞问题。     

导弹虚拟操作训练系统中虚拟手的控制

基于逆向运动学的操作训练系虚拟手控制算法,根据手臂末端的位置与方向计算出各关节的角度值.先规定约束条件,得到相对于肘关节的腕关节局部坐标值.用Vega函数得到肘关节初始状态坐标值,测量腕部的空间位置.计算此时肘关节的位置,得到肩部关节点值.判断是否符合约束条件.最后导出手部碰撞检测及数据手套对虚拟手手指间关节夹角的控制方法.     

虚拟维修中基于过程的虚拟人动作控制

虚拟维修中虚拟人动作单纯使用外设控制或算法控制存在局限性,结合装备维修实际,将二者统一于虚拟维修过程中可取长补短并提高控制效率。首先对装备实际维修过程进行研究,其次根据不同维修阶段人体动作的实际情况,选择虚拟人的运动控制方式,提出驱动虚拟人动作的分阶段控制方法,并介绍其整体控制流程,重点分析不同控制方式转换方法问题,最后结合实例对该控制方法进行说明。     

基于JACK 的虚拟人维修动作生成设计

针对动作仿真软件JACK已不能满足虚拟维修训练和仿真需要的问题,设计基于JACK软件的虚拟维修动作生成系统。在分析某型防空火箭武器系统维修性的基础上,构建虚拟人维修动作生成系统的基本框架,根据我国国情对JACK软件人体模型的相关参数进行调整,在构建了虚拟人树形分层模型后,对IK算法进行改进,使生成的动作连贯、自然、流畅,并将生成的维修动作转化为JackScript脚本,在JACK仿真软件中进行虚拟人的维修动作仿真。当前这种维修动作生成设计已应用于某型防空火箭武器系统虚拟维修仿真中。     

沉浸式虚拟维修训练系统的关键技术

沉浸式虚拟维修系统的关键技术包括模型建立、碰撞检测、虚拟人控制、程序控制实现和视景驱动控制.系统首先用Multigen Creator进行三维实体建模;然后用Lynx进行系统的初始设置;最后利用Vega的API编程接口和C 进行消息驱动、事件控制及虚拟物体的运动控制等.     

道路模拟机的虚拟样机仿真平台

道路模拟机的虚拟样机仿真平台,基于虚拟样机技术,利用ADAMS软件建立.根据道路虚拟机工作原理,采用逆傅立叶变换法构建行驶路面信号,建立接触碰撞力学模型以模拟路面与车轮的相互作用.在此基础上建立道路模拟机虚拟样机仿真平台,对车辆平顺性进行仿真.结果表明:该仿真平台可用于车辆行驶平顺性试验研究.     

基于Multigen的虚拟战场地形构建技术研究

虚拟现实技术的发展使虚拟战场的实现成为可能.介绍了虚拟战场的构成, 阐述了地形生成的三种算法, 讨论了在Multigen creator中生成地形的过程, 并以某地区为研究对象, 建立了直观、真实的三维地形.     

旋转矢量在高动态全姿态飞行器运动方程中的应用

基于旋转矢量是表示角位置变化所对应的等效旋转而不是角位置本身这一基本思想,同时借鉴旋转矢量在捷联惯性导航算法中的应用,建立了将旋转矢量应用于高动态全姿态飞行器运动方程的数学框架。既克服了欧拉角法不适于全姿态解算的缺点,同时,相比于四元数法又提高了高动态角运动情况下姿态解算的效率。对旋转矢量法、四元数法和欧拉角法在数值解算中的不可交换误差进行了分析。据此,针对单通道具有高动态特性的轴对称飞行器,建立了基于准弹体系的旋转矢量法,提高了解算效率。基于某型滚转导弹运动方程的数字仿真表明了旋转矢量法在姿态解算中的有效性和广泛性。基于旋转矢量是表示角位置变化所对应的等效旋转而不是角位置本身这一基本思想,同时借鉴旋转矢量在捷联惯性导航算法中的应用,建立了将旋转矢量应用于高动态全姿态飞行器运动方程的数学框架。既克服了欧拉角法不适于全姿态解算的缺点,同时,相比于四元数法又提高了高动态角运动情况下姿态解算的效率。对旋转矢量法、四元数法和欧拉角法在数值解算中的不可交换误差进行了分析。据此,针对单通道具有高动态特性的轴对称飞行器,建立了基于准弹体系的旋转矢量法,提高了解算效率。基于某型滚转导弹运动方程的数字仿真表明了旋转矢量法在姿态解算中的有效性和广泛性。     

人工势场和虚拟结构相结合的多水下机器人编队控制

传统的多水下机器人（AUV）编队算法,例如领航跟随法、虚拟结构法,对编队形成过程中AUV间的避碰问题和编队行进过程中的避障问题,没有进行有效解决。人工势场法可利用势函数进行避碰、避障,但队形组织能力略显不足。针对上述问题,提出了一种人工势场和虚拟结构相结合的多AUV编队控制算法。将系统分为3个部分：编队参考点、虚拟结构质点和AUV. 以编队参考点为中心形成期望的虚拟结构以组织队形;虚拟结构质点以期望的虚拟结构为运动目标,并在运动的过程中,通过人工势场斥函数,实现避碰和避障;AUV对虚拟结构质点进行目标跟踪,从而渐进形成AUV的队形。通过编队路径跟踪、编队队形变换和编队避障等一系列仿真实验,对算法的可靠性和灵活性进行充分验证。实验结果表明：在随机的初始位置条件下,多AUV系统可以快速无碰撞地形成队形;在编队行进过程中进行灵活的队形变换,并对障碍物有效避碰。     

人脸识别常用方法及其发展现状

人脸识别的研究历史分为人脸面部特征人工识别、人脸人机交互识别、人脸机器自动识别3个阶段.人脸识别系统包括人脸特征检测与分割、人脸特征规范化、人脸表征和人脸识别4部分.根据表征方式的不同,人脸识别方法有:基于层次聚类的几何特征矢量模式识别法、基于代数特征矢量的特征矢量识别法、基于神经网络的人脸特征提取和分类器设计法.并详述了代数特征矢量法中经典的特征脸法的识别过程.近年国外采用小波分析的变换特征识别法,利用模式识别的最佳分割超平面分类识别法等是当前研究热点.     

硝化棉虚拟生产操作培训系统的开发

硝化棉生产虚拟操作培训系统,包括理论知识和实物模型、事故场景和数据库、虚拟操作及操作考核测试模块等.实物模型和事故场景用3DS MAX制作.数据库采用VB和Access实现.操作考核成绩评定使用CENTUM顺控表的工作单组态方法.该系统培训内容含:全流程、工序及工况培训.     

基于Unity 的虚拟战场地理环境构建

虚拟战场地理环境在部队的训练和作战过程中发挥越来越重要的作用。采用Unity开发平台是构建虚拟战场地理环境的一种有效方式。针对战场地理的基本要素,研究基于Unit3d开发引擎的虚拟战场地理环境构建步骤,提出地形生成顺序和制作素材工具的优化方法,并对地形高度图生成、地形纹理、道路交通、地质细节等关键技术进行探讨。该研究对于虚拟地形环境构建具有一定的技术参考作用。     

虚拟维修样机几何属性模型的建模方法

针对虚拟维修仿真中单纯几何建模方法存在的局限性,结合装备维修实际,提出双向虚拟维修样机几何属性建模方法。给出了多层次几何信息模型和多边形VR几何模型具体建模方法,并以一个建筑模型设置三级LOD节点为例,研究了虚拟维修环境模型的转换。结果表明,建立的几何模型与实际装备在结构上具有相似性,在功能和行为上具有一致性,同时具有开放性和重用性。     

基于线程消息映射的虚拟仪表设计方法

针对Win32控制台下单线程虚拟仪表设计与仿真系统融合存在的问题,提出了一种基于线程消息映射的虚拟仪表设计方法。该方法在主线程里运行主控程序,在每个辅线程里运行各虚拟仪表（含虚拟面板）,通过线程消息映射机制实现仿真系统中主线程与各虚拟面板辅线程的控制与协同。实践表明,该方法可以大幅提升仿真系统的模块化设计效率、仿真的互操作性和模型的可复用性。     

基于横向不平度的越野路面模型分形构造

为了在虚拟环境中获得具有真实感的越野路面模型,提出该模型分形构造方法.首先选取砾石路面作为典型的越野路面,对纵向和横向高程数据样本进行采集和数据预处理.然后运用纵、横向高程数据构造得到路面样片,并运用分形B rown ian运动计算其自相关函数.利用Hurst系数估算路面模型的分形维数,并基于层最小能量准则获得路面最佳高程.通过改变最佳高程参数和分形维数控制路面的三维形状和表面粗糙度.结果表明,构造得到的路面模型具有自相似性、真实感强的特点,并且每个取样的功率谱密度、载荷输入等均为已知,符合仿真测试的要求.     

导弹模拟训练系统中的碰撞检测技术研究

为使构建的虚拟环境尽可能地完善逼真,必须要研究虚拟环境中的地形匹配与碰撞检测问题,如坦克车与地形的匹配算法及导弹与坦克车的碰撞检测等。文中详细研究了某导弹模拟训练仿真系统中的仿真地形数据的产生、坦克车与地形的匹配算法、导弹与地形的碰撞检测、导弹与坦克车的碰撞检测方法等,并对上述算法进行了编程实现,确保了虚拟场景的真实性和有效性。     

基于改进通视性算法的反舰导弹低空突防威胁处理

在对反舰导弹低空突防中的火力威胁进行分析的基础上,将其划分为已知固定威胁、已知移动威胁和未知威胁三类,分别建立了这三类威胁的矢量模型。为了充分利用地形的遮蔽作用,针对已知固定威胁提出了一种基于矢量地形改进通视性算法的反舰导弹低空突防威胁处理方法,分析了算法的复杂度。通过仿真证明了所提出的威胁处理方法能够提高反舰导弹航路规划程序的性能,并得到更优化的解。     

多管炮的射击交会点优化和立靶射击结果的检验

对于边炮配置的小高炮系统，左右炮横赂间距较大，为减小多管射击总散布，左右炮不应完全平长，其射击线应在某点交会。需要解决的问题是交会点选在什么位置最佳？另外，当边炮作立靶射击试验时，左右炮之间大的横向间距将严重影响多管总射击蜜集度，在这种情况下仍按常规方法对立靶射击结果进行检验是错误的，需要研究新的正确检验方法。     

基于虚拟元件的负载型四足步行平台静步态行走控制

传统的基于逆运动学或逆动力学静步态行走控制方法易导致步行平台足端与地面产生较大冲击力、机体轨迹产生较大跟踪误差,使步行平台出现稳定性问题。为实现负载型四足步行平台静步态柔顺稳定行走,提出一种基于虚拟元件的静步态行走控制方法。将步行平台静步态行走控制分为机体运动控制及摆动腿运动控制两部分,分别在机体各自由度及摆动腿各自由度添加虚拟弹簧阻尼元件,将机体与摆动腿控制转换为虚拟力控制。运用序列二次规划方法将机体虚拟力分配到支撑腿足端。结合各腿的雅克比矩阵,得到支撑腿与摆动腿的驱动关节力矩,并设计了步行平台静步态行走状态机。运用MATLAB与ADAMS软件建立四足步行平台仿真模型,对平台静步态行走进行联合仿真。仿真结果表明,虚拟元件控制实现了步行平台复杂地形静步态平稳行走,平台能够适应复杂地形变化,足端与地面冲击力较小,证实了所提虚拟元件控制方法的有效性。