面向网络实验教学的虚拟协同装配技术研究

基于网络实验教学环境下对虚拟协同装配提出的不同需求,分析了其与面向设计的协同装配实现技术之间在定义、目的等方面存在的差异,提出了面向网络教学下虚拟协同装配的概念,并界定了其内涵及实现时需要考虑的因素。研究了支持协同装配的虚拟模型实验室的搭建、虚拟协同装配的语义信息表达模型和装配过程中干涉检测的方法,提出了网络协同虚拟装配实验平台体系的架构方法,并就系统的功能实现、虚拟协同装配执行过程进行了阐述,最后以柱塞泵示例了解系统的初步实现情况。     

基于移动IPv4/IPv6演进云计算框架设计*

为满足云计算平台的资源需求,充分利用异构网络资源建设云计算基础平台,设计了一种基于移动IP技术的IPv4/IPv6虚拟机在线迁移框架。该框架的实现需利用设计的云计算控制引擎为核心转换连接异构网络并在NAT-PT与隧道技术协作下完成。框架建立的网络结构适用于IPv4虚拟机与IPv6虚拟机之间的无缝迁移,并可向客户端跨IPv4/IPv6网络提供云计算服务。该框架可应用于IPv4/IPv6过渡期间云计算基础平台建设。     

虚拟计算环境中的多机群协同调度算法

基于虚拟计算环境的核心机理,提出由自主调度单元、域调度共同体、元调度执行体为核心的多机群协同系统框架.剖析多机群任务并发运行性能模型,设计了多机群协同调度算法框架,提出最大空闲节点优先、最小网络拥塞优先、最小异构因子优先与最小异构空闲节点优先4种启发式资源选择策略.实验验证了协同调度模型与算法在任务集完成时间与系统平均利用率的测度上的有效性.     

移动IPv4/IPv6的虚拟机迁移过渡框架

为充分利用IPv4/IPv6异构网络资源建设云计算基础平台,满足云计算平台的资源需求,设计了一种基于隧道技术、前缀管理、地址池管理协作及移动IP的IPv4/IPv6虚拟机迁移过渡框架。该框架的实现以云计算控制引擎为核心转换连接异构网络,并在NAT-PT与隧道技术协作下完成。框架建立的网络结构适用于IPv4虚拟机与IPv6虚拟机在过渡演进的前期、中期和后期之间的无缝迁移,并可向客户端跨IPv4/IPv6网络提供云计算服务。     

异构CAD系统协同构架研究*

针对异构CAD系统间上层操作指令和底层数据结构存在的差异性,在细胞元语义特征造型技术的基础上,提出了一种全新的支持异构CAD系统间同步协同设计的体系结构,并通过一种优先调度机制有效地解决了异构CAD系统间的“写冲突”问题,提高了实时响应性。该思想初步应用在HUSTCAIDS与AutoCAD间的异构协同设计中,证明了其可行性。     

多媒体会议系统集成框架的研究和实现

为了解决各种异构多媒体会议系统之间难以互通的问题，结合基于应用层组播技术与代理机制设计和实现了能够让各个异构多媒体会议系统相互协同的集成框架。应用代理机制把各个异构系统封装成可以相互通信的协同群组，在Internet物理拓扑基础上部署一个连接各个协同群组的称为覆盖网的虚拟拓扑结构，以此为基础设施在各协同组之间构建数据组播树，实现数据的高效分发，提供各种协同服务和异构接入服务把各种异构系统封装成相互可以通信的协同工作群组。     

基于集成框架的虚拟原型异构建模与仿真

在已开发的集成框架基础上,作者提出了基于视图对象和域对象的虚拟原型异构建模方法,以及独立于领域的虚拟原型仿真调度算法,开发了域对象管理和虚拟原型数据管理两个集成框架软构件,有效地解决了虚拟原型中异构建模和协同仿真问题。     

基于协同虚拟环境的装配设计系统

针对分布式环境中复杂产品协同开发的装配设计需求,研究基于协同虚拟环境的装配设计系统的体系结构和关键技术,提出分布式条件下支持多用户实时交互操作的协同虚拟装配方法,包括复杂场景高分辨率实时渲染和多通道沉浸输出方案。以此为基础开发分布式协同虚拟装配环境,并通过面向汽车整车的多用户协同虚拟装配实例验证了系统的有效性。结果证明,用户可在该系统中完成复杂产品的协同虚拟装配设计工作。     

异构CAD系统间中性语义特征数据交换

提出了一种基于中性语义特征转换的异构CAD系统间数据交换方法,该方法采用“中性语义特征转换器”将不同系统间的造型信息转换为统一的数据信息格式,并通过中性语义转换库实现了不同系统间操作命令的4种映射关系。此外,还实现了异构CAD系统间零件的同步协同传输。最后,将该文提到的思想初步应用在理工大学自主开发的HUSTCAIDS与UG间的异构协同设计中,证明该理论的可行性。     

基于RDF/XML的装配语义建模研究

为解决异构CAD系统集成及协同装配设计过程中的信息共享问题,在分析装配特征语义信息的基础上,提出了面向协同设计的三元装配语义模型,提出采用RDF／XML表达装配语义元模型,并讨论了基于XML的数据集成关键技术。在文章的最后通过具体的CAD系统实现协同设计过程实例,验证了该模型及实现方法的有效性和可行性。     

基于物理模型的虚拟装配技术研究

虚拟装配是虚拟现实技术在产品设计领域的一个重要应用 .为了从运动学与动力学的角度来考察虚拟装配过程中零件的运动 ,以便更真实地反映虚拟环境中零件装配运动的本质规律 ,提出了一种虚拟装配环境中用于将装配几何约束自动映射为运动副约束的基于运动自由度分析的物理约束生成方法 ,同时 ,提出了基于变刚度弹簧模型的装配力交互输入方法 ,并实现了位移输入与装配力输入的映射 .另外 ,还给出了基于物理模型的虚拟装配的基本过程 .该方法在虚拟设计与装配原型系统的研究与开发中已得到实现 .     

基于PERT图的虚拟拆装过程建模

提出了使用PERT图来建立虚拟拆装过程模型的方法,根据零件之间的约束关系构造PERT图及其对应的依赖矩阵,并且能够根据它来指导虚拟拆装训练过程的实施.所提供的方法在对某设备的虚拟维修中得到了验证.     

VRML 虚拟现实网络互动仿真装配平台的研究

在计算机上实现了虚拟装配的流程以及运用VRML 创建可视化的三维虚 拟场景,提出了一种基于VRML 和Java 的虚拟现实构建方法,以增强VRML 虚拟场景与外 界的交互性,并通过实例提出了创建网络虚拟装配交互仿真的具体方案。该方法不仅可用于 演示网络环境下的可视化装配,也适用于基于VRML 的其它领域科学可视化。     

基于矩阵运算的虚拟装配体拆卸过程建模方法

现有装配体建模方法在描述虚拟维修训练中装配体拆卸过程时,存在的信息冗余大、建模过程复杂等缺点,在研究现有装配体建模方法和分析装配过程与拆卸过程差异的基础上,提出了一种面向虚拟维修拆卸过程的建模方法。该方法以矩阵描述装配体模型,用矩阵运算描述零部件拆卸过程,简化了建模过程,减少了模型数据量,为虚拟维修训练系统的快速构建提供了一种思路和方法。     

基于VRML和Java的虚拟装配技术

对虚拟装配技术理论进行研究,应用三维形体空间坐标变换原理,利用虚拟现实建模语言（Virtual Reality Modeling Language,VRML）,结合Java语言,在Cortona浏览器的基础上构建可视的交互虚拟装配环境,并给出虚拟装配过程的实例．     

三维虚拟加工环境及其关键技术的研究

在分析虚拟制造特点的基础上,提出了三维可视化虚拟加工环境的系统结构,介绍了支持三维建模仿真的组件设计、基于装配模型的三维实体建模方法、NC代码解析器的设计方案以及基于毛坯表面三角片离散化的加工过程仿真算法,并开发了虚拟加工环境原型系统,该系统能够实时地反映零件虚拟原型的加工成形过程仿真,并进行可加工性分析。     

基于循环迭代的飞机虚拟拆装过程建模方法

将循环迭代法应用于飞机虚拟拆装,研究飞机的拆装过程,提出一种基于循环迭代的虚拟拆装过程建模方法。结合飞机拆装过程动态循环的特性和虚拟人拆装行为并行相似的特点,建立虚拟人拆装行为参数化模型,规范虚拟人拆装行为的统一表达;在此基础上,分析虚拟人与部件的交互关系,构造虚拟人拆装行为、拆装次序、部件状态之间的迭代函数,建立虚拟拆装过程模型,实现虚拟人拆装行为的参数化描述和部件拆装过程的表达。以分布式虚拟维修训练平台中的集中故障显示接口组件拆装为例,对该方法进行仿真验证和比对,结果表明,以虚拟人拆装行为变化表示的部件状态变化使部件的拆装更易于表达,拆装训练效率有所提高。     

虚拟环境中装配设计语义的表达、传递与转化研究

研究了虚拟环境产品装配建模过程中装配语义的表达、装配语义与装配约束的转化技术,提出了采用语义－约束图对装配设计语义与约束进行维护。通过语义－约束图可以从语义层次和约束层次对产品装配模型进行编辑和维护。提出了采用模糊参量表达和处理产品装配设计中的模糊语义。基于模糊参量的语义表达不仅为设计信息输入提供了更大的自由度,而且扩展了计算机对模糊信息的处理能力,有利于产品设计意图的维护。通过产品装配信息从抽象到具体、从模糊到精确的转化,实现了虚拟装配设计系统对抽象、模糊设计信息的表达、传递与处理。     

基于模板的自顶向下并行装配设计

在分析产品设计系统的装配功能的基础上,提出了一个并行装配设计模式及装配模板与模板实例化的概念;在处理装配约束的虚拟表示与实例表示概念,使得系统具有了支持自顶向下和自底向上２种设计方法的能力。该方法已被成功地应用于参数化特征造型系统ＺＤ－ＭＣＡＤＩＩ中,证明了基于装配模板基础上的装配设计方法法能在零件设计级上有效地支持并行设计。     

Hybrid client-server architecture and control techniques for collaborative product development using haptic interfaces

In this paper, a collaborative product development and prototyping framework is proposed by using distributed haptic interfaces along with deformable objects modeling. Collaborative Virtual Environment (CVE) is a promising technique for industrial product development and virtual prototyping. Network control problems such as network traffic and network delay in communication have greatly limited collaborative virtual environment applications. The problems become more difficult when high-update-rate haptic interfaces and computation intensive deformable objects modeling are integrated into CVEs for intuitive manipulation and enhanced realism. A hybrid network architecture is proposed to balance the computational burden of haptic rendering and deformable object simulation. Adaptive artificial time compensation is used to reduce the time discrepancy between the server and the client. Interpolation and extrapolation approaches are used to synchronize graphic and haptic data transmitted over the network. The proposed techniques can be used for collaborative product development, virtual assembly, remote product simulation and other collaborative virtual environments where both haptic interfaces and deformable object models are involved.