基于VR的涡喷六航空发动机维修教学平台的设计与模拟排故应用

本论文主要介绍一款设计及利用VR的虚拟维修教学平台来对涡喷六发动机进行拆装和排故,设计研发出针对涡喷六航空发动机的拆装实验虚拟维修教学平台.通过对涡喷六航空发动机进行精确测绘后,建立三维模型,利用unity3D实现使用VR设备对发动机进行专业、规范的模拟排故维修教学.以航空发动机维修手册为参考,制作辅助教学软件以及模拟...     

基于 BCI 的虚拟现实模拟驾驶教学系统设计

为解决传统模拟驾驶过于强调正常场景的训练,缺少对意外场景下学员心理状态 的监测与协助,且无法反馈和评价驾驶心理状态等问题。以脑机交互(BCI)技术与虚拟现实(VR) 为基础开发 VR 模拟驾驶教学演示系统,利用三维动力学引擎开发了驾驶模拟操作系统,在硬 件上设计可穿戴式脑电波信号检测头盔,基于 BCI 技术实现对学员模拟驾驶大脑状态的监控与 数据评估;有突发模拟事件发生时,系统通过脑机接口技术自动制动或辅助驾驶。在完成模拟 驾驶训练的同时可以根据脑波(EEG)反馈在意外事件中给出紧急解救措施,根据 EEG 情况评估 学员的发挥以及心理素质,为虚拟驾驶等认知负荷较高的教学训练提供了更为丰富与直观沉浸 式交互操作方式,提高了该领域教学训练系统的实用性与可用性。     

笔记本电脑维修虚拟仿真学习平台的设计与应用

本文提及的笔记本电脑维修虚拟仿真学习平台是为中职校“笔记本电脑维修”课程教学、实训和课堂评价而开发的交互式教学系统,其特点是应用计算机技术、网络技术、数据库技术等实现了课堂教学的“虚拟仿真操作+操作行为实时反馈”。该学习平台集在线学习、笔记本电脑虚拟拆装功能、故障排查功能、实时反馈功能、故障实例题库、拆装微课、故障排查微课等于一体,突破了传统教学实践机会少、教师难以掌握学生出错思维以及缺乏互动反馈等局限。经作者学校课堂实践应用,教学效率及学习效果均有提高。     

基于Pro/E的虚拟拆装系统

为实现快速、有效、低成本的部队维修训练,通过分析虚拟拆装系统的需求,构建基于Pro/E的虚拟拆装系统,其中包括I/O设备、虚拟拆装环境管理、数据库和性能测试模块,给出与I/O设备交互、虚拟拆装环境管理等系统实现的关键技术,通过Pro/E二次开发验证该系统的可行性和有效性。     

基于虚拟现实的弹药包装箱培训系统研究

针对部队官兵难以参与到弹药包装箱安全性考核试验过程中因而无法对弹药包装箱的安全性形成直观认识,以及包装箱的实物拆装培训环境危险系高且难以构建等问题。研究将虚拟现实技术应用于弹药包装箱的使用操作培训中,构建了沉浸式的弹药包装箱虚拟现实培训系统,能够对学员开展包装箱的虚拟火烧与跌落试验和包装箱拆装虚拟操作培训等培训内容。上述培训系统具有培训成本低、培训频次高以及零安全风险等优点,通过该培训系统的训练,部队官兵能够在接触到真实的弹药包装箱之前克服对弹药包装箱的恐惧心理、熟悉弹药包装箱的基本操作流程和使用方法,提高了弹药包装箱实物培训的效率以及在实际使用过程中的安全性。     

某雷达维修训练模拟器的设计与实现

维修训练模拟器应用于教学可降低对实装的损耗,训练针对性更强,效率更高。在分析某型雷达特性的基础上提出了虚实结合的设计思想,按照模拟系统与实装系统结构相同、功能一致,控制过程相同、逻辑一致的基本要求,规范了操作训练和维修训练指标,以及模拟器的体系结构。采用与实装一致的组合面板建立一个逼真的人机交互操作环境,通过虚拟装备和典型实装部组件构建系统硬件环境;采用虚拟装备分系统结合典型实装部组件,构建模拟维修训练环境,利用虚拟及真实测量工具实现装备维修模拟训练;设置信息交互接口,以实现与数据传输系统和仿真分布交互平台间的互联。该训练模拟器操作简便,可靠性高,为装备操作和维修提供了训练和考核环境。     

直升机交互式桨叶振动调整仿真研究

为解决目前机务维修培训中存在的物理样机难以满足需求的问题,以实际机务维修工作中旋翼振动调整方法为参考,提出在虚拟维修训练系统的基础上实现受训人员对虚拟样机旋翼桨叶进行振动调整仿真操作,以期达到训练目的;根据非沉浸式虚拟维修训练系统的特点设计交互仿真操作逻辑,确定仿真操作步骤,分析座舱振动可视化表示方法,专用虚拟样机的构建方法以及虚拟仪器的实现方式和数据组织结构形式,并将该仿真实验以模块化形式添加到虚拟维修训练系统中,满足拆装条件下对虚拟样机的交互操作需求;最后以欧直松鼠直升机虚拟样机旋翼振动调整方法为例验证该操作仿真逻辑的可用性。     

基于Jack的虚拟维修样机交互行为建模方法研究

虚拟维修仿真是近年来出现的一种新的采用计算机动画、虚拟现实等技术,进行维修设计和维修训练等的方法,其基本思路是建立设备的虚拟样机,在虚拟环境中模拟特定的维修活动,如产品或部件的拆卸分解、更换、装配等;从运动行为建模、约束关系建模与拆装顺序描述3个方面详细讨论了虚拟样机交互行为建模的方法与过程,最后在Jack环境下设计了交互特征建模软件模块,利用数据库管理样机的交互特征;基于特征的交互行为模型能够满足虚拟维修仿真的需要,设计的软件模块能够较好地与仿真系统集成,对虚拟维修仿真实现具有重要意义.     

面向机务虚拟维修训练的虚拟手操作设计

机务维修训练强调手部操作要素,针对虚拟维修过程中手部操作较简单且控制复杂的问题,提出一种基于基本维修作业分类的虚拟手操作仿真方法。基于层次化分解思想构建出新的分解策略,将机务维修任务分解为任务层、子任务层和基本维修作业层,并设计规则实现基本维修作业到虚拟手操作的映射,通过在3ds MAX中构建虚拟手仿真模型,利用骨骼动画技术实现虚拟手的控制,减轻虚拟手关节运动的控制负担,在自主开发的机务训练装备上进行虚拟手操作实验,以飞机电子舱门操作为例,验证方法的可行性和实用性。     

面向拆装训练的输油泵机组虚拟维修系统设计

针对输油泵机组实装维修训练存在的不足,设计了面向拆卸与装配训练的输油泵机组虚拟维修系统。通过现有主流虚拟现实仿真平台的对比,选择以Unity3D作为开发平台。分析了系统功能、性能需求,设计了系统多层次模块化训练体系结构。针对系统交互式拆装的核心功能需求,提出一种高效的鼠标拖拽时零部件位置更新算法;为在虚拟训练过程中正确模拟机械零部件拆装的顺序关系,研究了基于事件驱动编程的设计方法。对系统实际运行参数进行测试,满足各项功能、性能需求。系统不仅满足输油泵机组维修训练的需求,还可为其它产品的维修拆装训练系统设计提供参考。     

沉浸式建筑供配电虚拟实验系统的设计与实现

针对目前建筑供配电实验存在的安全性、时空限制性、经济性等问题,利用虚拟现实技术,构建以真实实验室为原型,基于3D Max建模、Unity 3D开发、HTC VIVE交互的建筑供配电虚拟实验系统。教学过程中学生通过该系统可以沉浸式地按照预设或自主需求进行建筑供配电设备认知、拆装和故障操作等实验。实践结果表明,该系统的实现能够突破时空限制,提高实验过程安全性,并在一定程度上减少设备投资。     

车载指控通信系统虚拟维修教学训练平台设计

为了紧贴未来体系化作战对分队指控通信装备维修保障的现实要求,针对原有单体设备维修训练模式的不足,突出系统级维修训练模式,利用虚拟仿真技术,构建了一种沉浸式虚拟维修教学训练平台,实现三维虚拟可视化认知教学和近实战化仿真交互训练,能够为车载指控通信系统构造与原理、通信组网运用中的故障诊断与排除等教学内容提供训练环境。     

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.     

用于网络教学的虚拟仿真交互式课件研究

网络教学急需交互式课件。利用CATIA 建立机械产品的虚拟模型,实现机器拆装 和工作过程的虚拟仿真。将虚拟仿真制作动画视频后嵌于具有交互性的Flash 软件中,生成可 在网络上使用的虚拟仿真网络课件。也可以将CATIA 虚拟模型直接导入到3DVIA Composer 软 件中,制作虚拟仿真课件。两种方法制作的课件方便学生在网络上自主学习。     

导弹装备分布式虚拟协同操作训练系统设计

设计了一种基于Unity引擎的导弹装备分布式虚拟协同操作训练系统,实现多人协同操作,并解决了部队实装训练成本高、装备损耗大、存在较大安全隐患等问题.设计出了分布式虚拟协同网络通信模块,基于C/S模式与P2 P模式相结合的混合网络结构,保证了信息的可靠传输并提高了虚拟人同步的实时性;基于Unity引擎软件,在关键帧方法的基础上引入虚拟现实(VR)外设,最终实现了虚拟协同操作训练过程仿真.应用结果表明:设计的系统能够满足多人虚拟协同操作,有效提高了训练效率、降低了训练成本.     

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。     

虚拟维修训练中基于知识的操作响应机制研究与实现

论述了虚拟维修训练系统的意义，实现虚拟操作的方式和方法，并将人工智能技术和虚拟维修训练系统相结合，采用产生式规则表达知识，对虚拟维修训练系统的系统结构、知识库组织形式、规则形式都进行了详细论述，并在此基础上开发了虚拟维修环境中基于知识的开放式操作响应机制。     

基于OSG动车组虚拟维修训练系统研究与实现

研究动车组虚拟维修培训系统,针对提高人员维修和培训水平,为了缩短大型复杂产品动车组维修的培训周期,节约训练经费,传统虚拟维修训练系统实时绘制大型模型能力弱,表达维修对象信息不直观等的问题,为解决上述问题,提出进一步用仿真技术,开发了动车组维修训练仿真系统,构建了维修训练仿真系统的框架、层次信息模型,基于OpenSceneGraph三维引擎,采用了产品装配树的建立、大型模型渲染优化、交互信息显示和拆装仿真等关键技术,并组成系统进行仿真.仿真结果表明系统设计的可行性,能够满足大型复杂产品虚拟维修应用的要求.     

超声引导穿刺手术教学VR系统设计与应用

为了将虚拟现实技术和医学教育进行融合,充分发挥虚拟现实技术在教育领域的应用优势以及最大限度地提升教学水平和质量,有必要开发建设超声引导穿刺手术教学虚拟现实系统。本文介绍并讨论了使用VR技术开发建设的超声引导穿刺手术教学VR系统。通过使用该系统,用户能在高度浸入环境下学习超声引导穿刺手术的整个过程,实现病变部位穿刺手术模拟,训练手眼协调能力,并提供实时的3D解剖视图,辅助学员确认穿刺位置,学习临床解剖结构,提高临床培训的工作效率。     

虚拟维修训练通用平台与EON接口实现

简要介绍了虚拟维修训练的发展现状及未来发展趋势,针对目前虚拟维修训练平台通用化程度偏低的现状,提出了某型虚拟维修训练通用平台与EON Studio接口设计的实现方法,使平台能够支持这款应用广泛的三维开发工具,最后以模型为例实现在平台上以EON为制作背景的训练操作,通过实例证明该方法能够很好的将EON融合到维修训练通用平台中去,丰富了训练手段,增强了虚拟维修训练平台的通用性。研究结果可作为其它软件在虚拟维修训练通用平台上接口实现的参考。