某型雷达虚拟维修训练系统的设计与实现

为提高教学训练效果，弥补装备教学训练中实装不足、装备损耗大、教学训练成本高等实际问题，设计并实现了某型雷达虚拟维修训练系统。该虚拟维修训练系统包括系统主界面和系统集成框架两大部分，具有装备结构展示、装备操作训练、装备维修训练、训练效果评估、数据支持等多项功能，有效解决了上述装备教学训练中存在的实际问题。目前，该系统已应用到相关专业的装备构造与维修、装备综合实践等多个课程当中，取得的很好的教学训练效果，系统的设计开发可为其他装备虚拟维修训练系统的开发提供参考与借鉴。论文首先介绍了系统的基本功能和结构，然后详细论述了系统模型的开发过程，最后给出了虚拟训练工作流程。     

装备虚拟维修训练系统综述

由于传统的装备维修训练方法和手段已不能适应当前装备发展的需要,而利用虚拟维修技术开发的虚拟维修训练系统能很好地解决这一矛盾。本文从虚拟维修技术入手,首先阐述了开发虚拟维修训练系统的意义,而后提出了虚拟维修训练系统应满足的要求和虚拟维修训练系统的组成部分,最后介绍了虚拟维修训练系统涉及的关键技术。     

基于虚拟现实的军用后勤装备维修训练系统模型设计

通过研究分析虚拟现实理论和特点,结合后勤装备维修训练系统要素和具体要求,探索一种适应部队信息化建设发展的数字化维修训练系统,即基于虚拟现实的后勤装备虚拟维修训练系统。从系统模型组织结构入手,深入分析了各层次内涵,为建立具体装备的虚拟维修训练系统提供了理论基础。     

通用装备虚拟维修训练系统的设计与实现

着眼装备使用维护人员的训练需求,探讨了通用装备虚拟维修训练系统所应具备的功能。采用将训练科目解析为由多道操作工序构成的层次模型,并以有限状态机的方法处理操作工序状态,以基于三维虚拟场景的关键帧动画表现各工序动作的设计思路,基于自主研发的视景仿真软件平台开发了支持三维交互式训练的通用装备虚拟维修训练系统。最后介绍了系统的应用模式和案例。     

装备维修仿真训练系统设计与实现

针对实装维修训练成本高和效益低的问题,设计了具有三维交互功能的基于虚拟维修训练的维修仿真训练系统。仿真训练系统集装备学习、训练、考核和管理功能于一体,系统采用了C/S和B/S相结合的体系结构,应用软件采用了开放性和灵活性较高的分层软件体系结构。虚拟维修训练系统采用微软最新的基于Direct 3D的集成开发环境XNA技术和C#语言实现,给出了虚拟维修训练系统实现流程。     

某型导弹虚拟维修训练系统设计研究

本文在分析结合实装进行维修训练缺点的基础上,提出了基于虚拟现实技术、虚拟样机技术和过程仿真技术的某型导弹虚拟维修训练系统设计方法,研究了系统的构成,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,阐述了每部分的组成和实现方法。所设计的虚拟维修训练系统在某型导弹装备上得到了成功地应用。     

导弹装备虚拟维修训练系统通用平台

针对当前导弹装备虚拟维修训练系统开发只针对单一型号和专用功能、效率低、开放性和通用性差的问题,对基于资源重用性、系统通用性的导弹装备虚拟维修训练通用平台进行研究,阐述通用平台包含的视景仿真、故障机理建模与管理、人机交互、维修任务控制4类模块及2种典型训练模式,探讨通用平台设计中的4项关键技术。介绍通用平台的总体结构设计和基于EON Studio开发的虚拟维修训练原型系统。     

虚拟维修通用仿真软件系统的设计

针对目前装备维修保障的现状，基于高层三维图形开发环境，开发设计一套虚拟维修仿真系统，适用于各种装备的虚拟维修训练仿真。通过MultiGen Creator建立三维的装备实体模型，利用C＋＋编程，调用Vega API函数，开发仿真程序。从系统开发软件入手，给出了虚拟维修系统框架结构，并通过模型建立、虚拟人控制、程序控制实现和视景驱动控制进行虚拟维修系统的开发。通过对诸多方面进行逐步分析与设计，给出了进行虚拟维修训练开发关键技术解决方案，并将该方法成功应用于某型导弹的虚拟实验室。     

虚拟维修拆卸路径规划关键技术研究

如何进行合理的拆卸路径规划是虚拟维修技术必须解决的难题之一。在对虚拟维修中拆卸路径规划基本流程分析的基础上,得出虚拟维修拆卸路径规划的关键技术,并提出了基于vgPicker类的拾取方法、基于鼠标运动与虚拟实体运动关联的拖曳方法和一种快速而精确的碰撞检测方法。相关算法在某型装备虚拟维修训练系统VMTS中得到应用,并对其他复杂装备的拆卸维修训练有指导意义。     

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。     

装备虚拟维修培训系统设计与实现

针对目前部队及相关军事院校对武器装备维修培训的需求,结合虚拟现实技术的发展现状、系统结构特征设计了基于虚拟维修技术的装备维修培训系统总体方案。对其中的三维模型设计、维修过程设计、碰撞检测、交互方式等关键技术进行了分析与研究,实现了角色管理、虚拟维修演示与训练、维修信息记录等功能,涵盖学习、训练、评估环节。最后以某武器装置为对象对该系统进行实际应用,结果证明可以满足用户在装备维修训练领域的需求,可有效提高装备维修效率,为装备维修培训提供了新的可行方法。     

无人机虚拟维修训练系统关键技术研究

针对传统无人机维修训练的不足及虚拟维修训练系统设计的现状,提出了突显机电类装备特点的无人机虚拟维修训练系统设计思想,将装备的外观模型和机理模型分离开来,以场景优化、交互控制、数据储存、过程控制及实时通信等关键技术为研究重点.利用过程控制模块模拟无人机的动态工作过程,数据存储模块提供故障诊断需要的遥控遥测指令及电流电压等信息,借助实时通信模块搭建样机与检测设备的通信桥梁完成无人机故障诊断训练.最后,以某型无人机的飞行控制柜为例进行验证,结果显示在实时性及逼真度方面均达到了较好的效果.该系统开发简单,达到了机电类装备维修训练系统开发的要求.     

装备虚拟维修训练系统工程研究

以虚拟现实技术为基础，提出了装备虚拟维修训练系统建设总体方案，并完成了第一期的建设任务。该系统的实现，对于解决目前存在的复杂装备维修训练问题有重要意义。     

沉浸式虚拟维修仿真及其应用

文中给出了沉浸式虚拟维修仿真系统的框架,从样机建模和交互技术两个方面对其关键技术进行了研究。提出了虚拟维修样机的概念,通过定义样机部件的约束运动和交互特征来实现其要求的功能。而交互技术则主要集中在抓取、运动控制和防穿越处理上。对系统在维修性设计分析(核查)、维修程序确认和辅助维修训练中的应用进行了说明。建立了基于Jack系统的沉浸式虚拟维修仿真原型系统,并以某机构的拆装为例对其进行了初步的应用验证。     

电路虚拟维修关键技术研究

利用3ds max建立三维模型,为虚拟维修提供操作对象;利用OrCAD建立电路仿真模型,为虚拟维修提供数据支撑;在EON Studio建立的虚拟场景中设置虚拟维修操作,并通过VB平台将电路仿真结果发送至虚拟场景中,实现对电子设备电路仿真结果的实时读取,为电子装备维修训练提供强有力的技术手段.     

基于电子装备虚拟样机的故障诊断训练设计

针对电子装备难以实现维修训练的问题,提出一种基于虚拟样机的故障诊断训练设计方案,介绍面向训练的虚拟样机模型及虚拟样机的三维几何建模、二维图形建模和信息建模方法,给出故障诊断训练的基本思路及基本训练流程,采用2种不同的训练模式,使训练更具针对性,从而达到提高维修人员工作能力的目的。     

基于虚拟现实的煤矿设备装配仿真系统研究

针对煤矿大型设备装配存在拆装繁琐和成本高的问题,以采煤机、液压支架、掘进机和提升机为研究对象,采用虚拟现实技术设计并实现了一套由虚拟装配子系统、场景仿真与漫游子系统组成的虚拟装配与仿真系统.利用Maya对大型设备建模,通过VS程序设计,在Unity中进行交互控制,实现了设备的虚拟装配与拆卸、采煤工作面的虚拟仿真漫游功能.系统有效地提高了训练效果,形象逼真地再现了煤矿井下生产过程,具有良好的沉浸性和交互性.测试表明:经该仿真系统训练与使用,有效提高了设备实际装配与拆卸能力,同时降低了成本,具有显著的实际应用效果.     

装备分布式虚拟维修训练云仿真关键技术

传统分布式虚拟维修训练系统仿真任务和仿真设备耦合度高,系统仿真效率低,扩展困难;同时,作为分布式交互支撑的高层体系结构(HLA)和运行支撑框架(RTI)仅适用于局域网络,无法实现大范围的仿真资源共享和维修协同互操作。借鉴云计算和云仿真思想,提出了一种应用于装备虚拟维修训练领域的云仿真体系结构和框架实现方案;研究了面向Web服务的广域网RTI组件层次化体系结构,设计了基于Web服务的仿真邦员,实现了仿真过程监控和远程邦员任务迁移功能;基于最小调度法实现了仿真平台的动态负载平衡,研究了平台的可视化仿真功能和仿真数据的分布式存储技术。在此基础上完成了某型装备的虚拟维修训练网络化仿真开发,初步证明了虚拟维修训练云仿真的可行性和有效性