虚拟操作仿真环境中基于运动捕获的虚拟人实时控制技术

为了提高复杂产品装配、拆卸操作仿真中虚拟人的驱动精度且满足交互实时性,在分析影响虚拟人实时驱动精度因素的基础上,系统地提出虚拟操作仿真环境中满足虚拟人实时驱动精度的解决方案及其关键技术.针对真人与虚拟人的尺寸差异影响驱动精度的问题,提出基于关节旋转信息,采用动态约束方式建立虚拟人实时运动控制模型,实现了个性化人体的驱动;针对实时驱动过程中驱动噪声导致人体动作失真进而影响驱动精度的问题,提出以人体关节极限角度和设置前后关键帧关节角度变化幅值为判断准则,对驱动噪声进行过滤;随后引入灰色系统理论建立驱动噪声补偿模型,实现对被过滤掉的缺失数据进行在线补偿.以某型发动机的虚拟装配为例,分析交互装配过程中虚拟人的实时驱动精度,结果表明上述方案满足驱动精度要求和交互实时性要求.     

虚拟人动作编辑器关键技术研究

针对现有虚拟人运动生成技术的不足,采用关键帧技术,捅值算法,三维空间中模型的拾取算法,开发出虚拟人动作编辑器系统。该系统可实现虚拟人在虚拟环境中各种动作仿真,现已成功应用于某城市列车驾驶模拟仿真器的视景仿真系统。     

航天发射仿真训练系统中的分级建模技术研究

计算机仿真技术已广泛应用于各种仿真训练系统,针对训练系统中不同训练任务和训练过程以及场景对象运动控制等方面的建模是其中一个关键技术。结合航天发射仿真训练系统的实际建模需求和具体问题,从任务级、过程级和实体级3个层次分析了不同的建模要求,综合运用XML、UML、Creator、Vega、MATLAB等软件解决了训练系统的分级建模问题。应用结果表明,通过分级建模能够解决复杂仿真训练系统的建模问题,对一般仿真训练系统的研制具有一定参考意义。     

虚拟人维修动作混合驱动技术研究

针对现有虚拟维修系统中维修指令人机工效评估效率低下、准确度不高,不能满足复杂装备维修性并行设计的需求,研究了基于全局可接近性锥GAC的维修工具最优匹配方法、基于遗传算法的虚拟人运动精度优化控制技术、基于功能约束的精细维修动作建模技术和基于实时捕捉数据与模型混合驱动的虚拟人运动控制机制。开发了虚拟人维修系统,验证了方法的有效性。     

航天发射仿真训练系统的三维建模

视景仿真技术己经成为仿真系统软件的一个重要组成部分,三维建模是视景仿真的一个关键技术。阐述了航天发射仿真训练系统的三维建模方法,分析了在建模过程中应用到的关键技术及其模型优化方法,解决了场景大、模型复杂与系统实时性要求高的矛盾。采用Creator建模软件,建立了航天发射仿真训练系统的三维建模,提高了培训效果。     

虚拟现实环境中包含虚拟人的全要素装配操作仿真

鉴于目前的虚拟装配仿真方法侧重于产品本身的装配关系建立,包含装配工具的装配过程空间干涉分析,而对包含装配操作者在内的全部要素的综合影响考虑较少,基于15刚体虚拟人运动学模型建立包含人、工具、产品和环境在内的完整装配仿真环境,提出真实人体驱动下的虚拟人交互装配操作实现方法,包括虚拟人对虚拟手的操作、虚拟手对工具或产品的操作、产品在装配过程的装配关系形成等,以支持包含完整装配要素的虚拟装配仿真。基于这些方法开发了虚拟装配仿真原型系统,并以一个立式车床的多功能动力头的交互装配操作验证了所提的实现方法和处理逻辑。     

基于多目标遗传算法的虚拟人作业姿态仿真

针对虚拟人作业姿态仿真操作复杂和仿真所得姿态逼真性不足的问题,提出一种基于多目标遗传算法的虚拟人作业姿态仿真方法。建立了作业环境中虚拟人的人机因素目标函数与姿态参数的映射关系,在此基础上构建了面向虚拟人作业姿态仿真的多目标优化问题。通过多目标遗传算法计算得出该虚拟人作业姿态参数优化问题的Pareto最优解集,根据各人机因素权重对解集排序并挑选最优值对应的姿态参数方案作为最佳姿态解。仿真结果表明,该方法可以生成自然逼真的虚拟人作业姿态,在多样化的作业环境下表现出良好的适用性。     

动画技术在物流仿真系统中的应用

采用动画技术对物流系统进行仿真，可模拟整个系统的工作状态，估测系统的输送能力，能实现与用户的简单交互，具有很强的真实感。本文通过数学和物理建模，并利用VC 编程，实现了物流系统的仿真.     

数据库技术在半导体生产线仿真系统中应用研究

半导体生产线仿真系统是一种具有预测功能的离散事件仿真系统,对实际生产具有指导作用。针对上海某公司现有的ORACLE数据库,提出了半导体生产线仿真系统数据库的设计方案,在对工厂的实际情况进行调研后,探讨了基于ORACLE数据库与ACCESS数据库相结合的解决方案及实现方法,该方案同时考虑了生产线上的人为因素,已成功应用于TB-PSS系统中。     

FPGA在运动控制系统中的设计

在基于ARM FPGA的硬件平台上进行嵌入式运动控制系统的设计,ARM实现应用管理,FPGA实现插补运算,发出脉冲到伺服驱动系统,形成运动指令控制伺服电动机运转等。对FPGA模块内部设计和控制方法的实现进行了详细阐述,并且给出了调试结果。     

虚拟仿真技术在产品开发中的应用研究

目的：通过虚拟仿真技术在产品开发中的应用,使设计人员对虚拟仿真技术在产品开发方面有一个全新的、较为全面的认识.在进行产品开发过程中达到提高开发效率,减少设计错误.方法：基于虚拟仿真技术的内涵,在工业设计领域中紧密结合实例展示虚拟仿真技术中CAD技术、CAE技术、CFD技术在产品设计开发过程中所采用的方法和呈现形式.结果：虚拟仿真技术涉及领域广,应用范围宽,可以有效的解决抽象思维与其所产生的实体间的联系问题.虚拟仿真技术不仅为设计人员提供直观而科学决策的依据,也帮助设计人员做出科学决策.结论：虚拟仿真技术是当今世界应用的非常广泛的一项高新技术.虚拟仿真技术对于设计工作中提升产品性能、提高设计效率起到了积极的推动作用,必将为未来的工业设计带来全新的技术革命和设计理念革命.     

机电系统虚拟样机协同建模与仿真技术研究

针对机电系统虚拟样机设计的需要，在单学科仿真建模的基础上，进行基于仿真软件接口的多学科协同建模与仿真分析。以工业机器人虚拟样机的关节运动控制为例，利用ADAMS／Controls模块，将动力学模型通过接口变量与控制模型进行连接，建立连杆一关节执行机构多体动力学与运动控制协同的虚拟样机多学科集成模型，并进行协同仿真运行，表明基于仿真软件接口的协同建模与仿真方法能够有效支持机电系统虚拟样机的开发技术研究。     

基于数字仿真技术的家具产品的虚拟展示

家具制造业采用传统生产方式已然不能满足市场全球化的需求,这就要求家具生产者采用更先进的制造技术,缩短家具产品的设计周期、降低成本、为客户提供更优质的服务,从根本上增强自身的市场竞争力。数字仿真家具能够帮助用户克服抽象图纸的不直观问题,给用户提供逼真的虚拟家具的展示,用户可以从任意角度体验感受形象直观的家具设计效果,更好的建立用户和设计者之间的沟通交流。主要介绍了家具产品的虚拟展示,并对数字仿真技术进行了简单探讨,了解其在家具产品设计上的应用。     

虚拟装配技术的应用研究

分析阐述了虚拟装配技术的原理和过程,以挤压部件为产品设计对象,进行虚拟装配设计,并进行相应的装配检验,产生装配顺序与装配路径,制作装配动画,成功地在计算机虚拟环境中完成了产品的开发设计过程。     

基于汽车制造过程的计算机仿真技术的应用

介绍了发动机曲轴的三维建模过程,对转向臂进行三维建模和应力分析,利用3DS MAX软件对汽车生产线的升降机构进行建模与动画模拟视频的场景,验证了发动机零部件的稳定性和结构合理性。     

虚拟维修仿真中维修动素的设计与实现

针对虚拟维修仿真中人体运动以及人 -机交互作用控制复杂、效率低的问题 ,提出了一种包含维修、维修事件、维修作业、维修作业单元、维修动素的分解层次结构 ,该结构利用动素实现对虚拟仿真软件系统控制函数的封装。分析了维修仿真对动素的要求 ,给出了维修动素的分类及定义。以典型动素人的移动、抓取、使用工具等为例 ,讨论了动素设计与实现的思路和方法。以Jack软件为平台 ,采用基于动素的交互式图形编程方法 ,开发了虚拟维修仿真系统原型 ,并以变速箱的拆卸为例进行了验证     

虚拟现实技术在切削加工仿真中的应用

介绍了虚拟现实技术的特点及其系统构成，讨论了传统切削加工仿真技术存在的问题，并指出用VR技术建立虚拟环境和虚拟原型来解决该问题的可能性。