层次化UML 状态机在拆装过程仿真中的应用

针对目前飞机维修培训中拆装流程复杂,系统模型繁多的问题,采用层 次化分析法和UML 状态机相结合的建模方法,建立飞机组件的拆装过程模型。运用UML 状态机建立拆卸组件的状态、迁移和约束模型,规范拆卸零部件模型的统一性表达,提高建 模的效率。利用层次化方法对零部件进行层次规划,实现拆卸目标组件的有序逻辑表述,实 时监测拆卸零部件的状态,从而建立仿真程度高的训练模型。最后,以维修培训平台中飞机 某组件的拆装为例,验证层次化UML 状态机拆卸过程仿真方法的有效性。     

飞机维修机械组件拆装过程训练评估模型研究

为了提高飞机维修培训的训练效果及培训效率,解决目前飞机维修培训中机械组件拆装流程复杂,缺少人机交互,导致培训效果不理想、效率低的问题;根据实际任务描述中机械组件拆卸过程各个步骤明确其状态变化和约束条件,采用Grafcet工具建立拆装过程模型;针对事先规定的拆卸各步骤中的权重,建立拆装过程训练评估模型,结合训练实际操作情况,定量地给出一次任务中评价结果;模型能够支持学习、训练、考核等多种模式的训练方式;最后,在维修培训平台中以飞机加油活门拆装过程为例,验证模型的有效性和实用性,并且能够完成信息交互和结果评估。     

基于参数化动作描述的虚拟维修过程仿真

在虚拟人执行维修动作的过程中,参数化动作描述起到了虚拟人动作和自 然语言维修指令之间的桥梁作用,是为了规范虚拟人执行维修任务动作。论文在参数化动作 描述和智能虚拟维修训练环境的基础上,构建了维修任务分解模型和动作库;以参数化动作 描述为基础,提出了用于3D 虚拟人维修动作仿真的虚拟维修实时执行层次结构。最后,通 过某型起落架维修任务对参数化动作和仿真架构可行性进行验证,结果表明,基于参数化动 作描述描述的动作库可以很方便的进行维修过程仿真。     

动态重组子网的Petri网飞机虚拟维修过程建模与仿真

针对大型民用飞机虚拟维修仿真中部件繁多、维修行为关系复杂、模型庞大等问题,提出可动态重组子网的Petri网飞机虚拟维修过程建模方法.使用UML状态机建立维修实体状态迁移元模型,以规范维修实体的维修行为,并将其转化为Petri网子网模型;依据部件间的联结关系构建双向邻接矩阵,约束各子网间的维修行为关系,进而建立可动态重组子网的虚拟维修过程模型.通过空客A320飞机交输活门作动筒组件的拆卸仿真实例验证了该模型的有效性.     

虚拟人情绪行为动画模型

近年来 ,虚拟人行为动画已经成为计算机动画一个新的分枝 ,已往的研究多集中在虚拟人局部的情绪表达动画方面 ,如脸部动画 ,而对于给定的虚拟场景 ,则尚未考虑情绪产生的原因 .情绪是虚拟人和虚拟环境交互作用的结果 ,然而在计算机动画领域 ,虚拟人的情绪至今尚未得到清楚的描述 .为此 ,依据心理学的理论 ,提出了虚拟人情绪行为的动画模型 ,即 ,首先提出了情绪集合和情绪表达集合的概念 ,并建立了从情绪状态到情绪表达之间的映射 ;其次 ,着重分析了情绪产生的原因 ,并引入了情绪源的概念 ,如果一种情绪刺激的强度大于情绪的抵抗强度 ,那么这种情绪就会产生 ;此外 ,情绪状态可以采用有限状态机来描述 ,据此提出了情绪的变化流程 ;最后 ,在微机上通过调用 Microsoft Direct3D API,实现了虚拟人的情绪行为动画     

设备拆装混合现实系统中的拆装逻辑设计

针对机械部件在拆装过程中存在设备投资大、损耗程度高、危险性大、拆装效率低等问题, 本文采用混合现实技术, 设计出一套虚拟拆装系统. 其中, 拆装逻辑是拆装系统的核心, 拆装系统的通用性取决于拆装逻辑的设计. 为了解决虚拟拆装系统通用性差的问题, 本文通过对常见机械模型的连接方式和装配关系进行分析和总结, 设计出一种基于图遍历算法的数据结构来表达各个模型的逻辑关系, 并针对特种阀门、六关节机械臂等设备的拆装进行实验. 实验结果表明: 该拆装逻辑解决了拆装顺序的可定义和通用性等问题, 能够对模型部件按工艺流程进行虚拟拆解和装配, 最终实现虚拟拆装系统的通用性.     

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.     

基于VR的起落架维修教学平台

本文提出以VR技术制造出的虚拟教学训练环境来改善维修人员的实操水平。通过对于3dsMAX、Unity3D、CAD的学习与运用与整合,创造出1:1的虚拟模型、工具以及环境,实现VR维修平台模拟教学演示以及自主操作功能,达到学员能够观看教程演示后,能够进行专项拆装训练的目的。本虚拟拆装维修教学让学员可以在自主学习中,掌握飞行器部件装配过程,为实践拆装操作奠定基础。     

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.     

虚拟环境下公安执法动作运动交互模型研究

目前公安执法动作训练过程中存在突发状况无法充分模拟,多种执法场景难以同时快速搭建,受训人员易造成身体损伤等问题,虚拟仿真训练可有效满足训练科学化、实战化的要求.虚拟执法人员是执法动作虚拟训练中的重要组成部分,为了实现更佳的沉浸效果,满足实战化需求,提出了一种用于肢体运动交互的方法,搭建了肢体交互骨架模型,分析了关节的运动规则,设计了运动算法,实现了运动仿真系统的交互结构,最终利用3ds MAX、Muhigen Creator、Vega和C语言编程实现了虚拟人运动仿真控制,为虚拟人在公安执法动作训练应用方面提供了一条有效途径.     

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.     

装配序列约束下的飞机虚拟维修过程建模仿真

针对当前飞机虚拟维修过程模型固化,对维修复杂行为关系缺乏考虑,无法满足学员多样性实训需求的现状,充分考虑了飞机系统的复杂度、学员操作的不规范性和随机性等因素,依据各维修装配序列间的优先约束关系,构建了优先约束矩阵,进而定义了优先约束时间有色Petri网模型。在系统梳理维修实体及其维修操作行为的基础上,提出了虚拟维修实体操作元模型和元模型融合下的过程建模,阐述了基于优先约束时间有色Petri网的动态虚拟维修过程实现方法。最后,以A320飞机加油活门的某一个随机拆卸过程为例,进行建模仿真,验证了模型的有效性。     

引信虚拟拆装训练环境构建与实现方法

为解决弹药引信拆装训练当中存在的危险性高、实装拆装训练设备有限等制约受训人员训练质量提高的“瓶颈”问题,探讨了运用计算图形控制、虚拟现实等技术来构建引信虚拟拆装训练仿真平台,以实现引信维护拆装训练虚拟化、智能化。介绍了虚拟拆装训练仿真平台的软、硬件组成,并以某引信为例,介绍了3D场景中引信虚拟装配训练过程实现的关键环节。     

基于开源场景图形的三维可视化与信息管理系统设计

对于产品虚拟装配的三维呈现过程中难以实现零件信息管理问题,结合电动车模型的拆装,提出三维可视化与信息管理技术融为一体的设计方案。首先,建立三维模型库,并根据电动车模型的拓扑结构和辅助信息,如零件的材质、型号等,建立信息库;其次,读取信息库中零件与子装配体间的父子关系信息建立目录树,根据子装配体与场景树均为“多叉树”组成结构的原理进行子装配体的三维呈现,再对子装配体的各个节点设置动画完成拆装呈现;最后,采用多线程方法将电动车配件信息管理与可视化有机结合,实现支持三维的拾取交互查询和检索定位查询等功能。系统以世纪鸟电动车进行验证,实现了三维可视化技术与信息系统相融合,能快速有效地为电动车的三维呈现和虚拟装配提供技术支持。实例验证表明,所设计系统可以有效地将零件的信息管理融入到虚拟装配的三维可视化中。     

基于VRML-Java的虚拟装配系统开发

在讨论虚拟装配技术内涵的基础上,提出基于VRML-Java的虚拟装配系统体系结构,该系统实现了装配模型与显示模型的分离,以及系统的平台无关性。分析了虚拟装配环境的构建方法,论述了产品装/拆运动的表示及变换、虚拟装配过程控制策略、虚拟装配中的碰撞检测方法,以及Java与VRML的通信等系统实施的关键技术。开发了虚拟装配仿真软件,以球阀为例进行了验证。     

网络环境下协同虚拟拆卸训练平台

为实现复杂装备拆卸的多人协同工作,规划协同拆卸虚拟训练的工作流程以及网络环境下多人协同拆卸虚拟训练平台的体系框架;采用基于拆卸混合图的协同拆卸串、并行操作的管理方法,并分析协同拆卸过程中的多维拆卸信息,给出各种拆卸信息的协同可视化方法;协同拆卸虚拟训练原型系统的工作过程及其有效性通过示例进行说明并得到验证。     

三维虚拟维护训练系统关键技术研究

针对三维虚拟维护训练中设备拆装操作复杂的问题,提出一种通用的拆装关系数 据格式和处理方法,可方便定制各种设备的拆装训练应用;提出一种高效简洁的自动轴对齐约 束拆装操作方法,并以此设计实现了一种二维屏幕空间的移动拖拽器。通过OSG 引擎进行场景 渲染和管理,分析了系统的体系结构和场景组织设计,开发了一套虚拟拆装训练三维仿真系统, 实现了拆装操作记录的统计和报表输出。应用结果表明,该系统具有较好的实时性和显示效果。