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。     

基于虚拟维修的装甲装备维修性分析与验证方法研究

基于虚拟现实技术和维修工程理论,搭建了装甲装备虚拟维修仿真平台,实现了非沉浸式虚拟维修过程仿真。通过给虚拟人模型构造视觉内切锥,对维修作业过程中每项维修作业单元的视觉可达性给出了定量评价,结合模糊数学理论,对某一维修作业的视觉可达性给出了定量评估方法。本文为军方在新型装甲装备的方案论证和研制初期提供了维修性中的可达性等定性指标的定量化分析和验证的可行方法。     

基于GA-Q-learning算法的虚拟维修作业规划模型

针对虚拟维修环境中任务执行过程存在的不确定性和随机性问题,提出了一种基于Q 学习算法的作业策略规划模型,该方法将虚拟维修过程转化为选取不同动作参与状态转移的过程。在该过程中,采用试错机制和逆向求解的方法求解动作策略规划问题,并将任务特征匹配机制和顺序约束机制作为启发机制,保证策略学习过程中持续进化可行策略;在进化过程中,将动作因子赋予概率值,并采用遗传算法(GA)进化动作因子的概率分布,避免了策略学习过程中强化早期Q 值较高的动作,为求解虚拟维修的最佳作业流程提供了一种行之有效的解决方法。将该方法应用于轮式挖掘机虚拟维修训练系统中,仿真结果表明,正确的动作在作业策略迭代过程中均能够获得较高的Q 值,验证了方法的可行性和实用性。     

单人/多人虚拟维修训练开发平台

目前舰员级维修培训存在实装少、故障设置困难、训练手段单一等不足。针对此问题,文中根据舰员级维修工作的需求,构建了适应基层部队需要的虚拟维修训练开发平台。平台采用包围盒和几何约束相结合的方法解决穿越问题,运用关键帧技术进行虚拟人运动控制,构建了基于Agent的网络通信机制,建立了多角色协作机制,采取了复合的并发冲突控制方案解决多人协作中的冲突问题。平台满足了实时计算的要求,场景设计、维修流程设计、维修动作行为设计、操作指示等相关工作设置简单、快捷,不同类型装备应用证明本平台具有较好的通用性,可用于多种虚拟维修训练系统的快速开发。     

基于虚拟仿真的维修时间统计方法研究

针对目前虚拟维修性验证仿真研究中缺乏对维修时间进行仿真的不足,提出一种基于"维修动素标准时间"的虚拟人维修时间的仿真方法。分析了中外仿真方法的不足,将维修过程进行分解至维修动素层,并引入维修动素标准时间这一新的概念,开发了适用于Jack软件的维修动素时间辅助系统,实现了虚拟环境中产品维修时间的统计。仿真结果验证了该系统的可行性,为产品研制阶段同步并行维修性时间指标验证工作提供了参考。     

基于Petri 网的虚拟维修过程建模

针对维修过程中复杂的活动关系,提出一种基于状态机Petri网的虚拟维修过程建模方法。对维修过程中的约束关系进行描述分析,建立了维修过程逻辑网模型,表达出整个维修操作过程,并结合示例验证模型的合理性。该方法解决了装备复杂维修过程的建模问题,可为实际维修提供技术支持。     

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.     

基于Virtools的某型导弹虚拟维修视景仿真设计

使用建模工具3DSMAX2010建立了场景的三维模型和虚拟装备三维模型,运用Virtools编辑各种维修场景,构建出了与实际环境一致的虚拟维修环境。系统根据操作员的动作指令,实时显示人机交互过程,展示模型的状态变化,操作之后的场景响应过程,使得虚拟环境和实装操作一致,实现了某型导弹虚拟检测维修训练。该虚拟维修训练系统可以应用于相关部队的维修训练,达到节约训练经费,提高训练效果的目的。     

大型复杂装备虚拟维修训练系统设计

提出基于虚拟现实技术、虚拟样机技术和过程仿真技术的大型复杂装备虚拟维修训练系统设计方法。将系统划分为虚拟样机和虚拟维修过程仿真控制两大部分,虚拟维修仿真控制又包括虚拟环境生成和输出、人机交互、维修任务控制和虚拟样机及工具行为状态控制等4个模块,阐述每部分的组成和实现方法。在此基础上,重点研究基于维修知识描述网( MKDN)的维修知识描述方法,设计沉浸式虚拟维修训练系统仿真控制流程。所提供的方法和流程在某型导弹装备虚拟维修训练系统上得到了成功的应用。     

碰撞检测在操作训练仿真系统中的应用

针对操作训练仿真系统中虚拟物间的误穿越,采用Vega各相交矢量方法检测虚拟人和虚拟手的碰撞.先选定目标和交叉体、并设定其相交矢量类.用Z方法检测地形高度,将相交矢量放在虚拟人基部节点位置,测到线段与地形交叉,更新虚拟人位置.当LOS法检测到交叉时,停止虚拟人运动.虚拟手的碰撞由BUMP法实现.     

航空航天虚拟装配和虚拟维修进展综述

总结了航空航天领域虚拟装配和虚拟维修技术的应用情况,并分析了后续在中国航天领域的发展趋势,与增强现实技术结合,以国产平台为依托,向着小型化、轻型化的方向发展。     

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。     

某装备虚拟维修训练系统设计与实现

着眼于虚拟维修训练在实际维修训练中的广泛应用,在分析国内外研究现状的基础上,从功能、可用性、可靠性3方面分析系统设计要求,并依据系统功能,开发某型野战传真机虚拟维修训练系统．其以交互引擎为核心,由虚拟维修场景、虚拟维修过程仿真、维修知识库和系统管理组成,利用数据库为后支撑平台。系统管理平台通过相关虚拟现实软件的二次开发平台,利用．NET或者C＋＋ Builder实现。     

基于Grafcet的虚拟维修训练中过程控制

针对受训人员在虚拟维修训练过程中,装备虚拟样机、维修工具和设备、以及在人机交互等方面的信息数量庞大、信息的表现形式多样,交互反馈很难量化的情况,分析了受训人员在维修训练过程中的每一个维修操作的构成及关系,提出了一种基于Grafcet规范语言,能够支持学习、训练、考核等多种模式的训练过程控制模型,有效地规范和控制了受训人员在虚拟维修系统中进行维修训练的操作流程及交互信息表现,可提高训练效果。     

虚拟维修性分析评价系统

虚拟维修性分析评价系统(VMSAS),以SGI Onyx2超级仿真图形工作站为核心,通过以太网使各服务器和工作站协同工作,借助头盔显示器、数据手套等工具进行人机交互控制.软件系统采用模块化设计,包括虚拟样机建模、维修仿真、维修性分析与评价、数据管理及帮助子系统.数据在PDM系统中以对象方式管理,VMSAS通过与产品数据管理(PDM)系统交互获取及提交信息.     

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.     

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.     

基于ISA总线的虚拟万用表设计

基于ISA总线的虚拟万用表,分计算机和ISA总线板卡两部分,由A/D转换、交变电压测量、电阻测量及接口电路组成.其主程序先完成系统初始化,再根据相应模式和档位,通过ISA总线输出数据信号并传送到地址锁存器及模拟开关.A/D译码电路接收测量端模拟信号,转化为7段显示的数字信号,发送到数据锁存器上.ISA总线读取相应的地址空间,经软件处理后存储为十进制的测量值,用来绘图、求均值等.     

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。