无人机动态测试、仿真与训练系统设计

无人机动态测试、仿真与训练系统包括地勤检测平台、联调仿真环境和虚拟训练环境,能够对无人机进行动态测试和控制,满足日常操作训练要求.地勤检测平台使用了便捷式测试仪,在满足无人机地勤检测需要的同时,能够方便地勤准备,缩短准备时间;联调仿真环境利用分布式交互仿真技术和虚拟现实技术,构建虚拟无人机,通过遥测和遥控设备完成无人机各部件的动态测试和综合演练,同步生成三维视景,方便地面分析和控制;在联调仿真环境的基础上,虚拟训练环境对精密设备,大型设备以及电磁设备进行虚拟化处理,方便日常操作训练.     

装备虚拟仿真训练应用研究

在培训过程中,为了减轻受训人员心理“畏惧感”,研制了对应的模拟训练器和虚拟仿真训练软件.受训人员通过虚拟仿真训练软件、模拟训练器逐步到实装的阶梯式培训,能够很快适应实装岗位需求,快速达到培训目的.论文基于虚拟仿真思想,在计算机虚拟仿真环境下建立了装备虚拟仿真模型,对仿真训练软件进行应用研究.同时给出了一种虚拟仿真开发的方法和步骤,可以在不同武器系统平台间移植应用.     

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。     

机载武器系统模拟训练仿真平台设计

针对目前某型飞机武器系统实装训练存在的问题和装备建设的实际需要,采用计算机虚拟仿真技术和分布式网络技术构建了某型飞机武器系统模拟训练仿真平台,基于PCI系统原理搭建了系统的硬件结构,在Windows2000环境下集成VC++、Access数据库和GLStudio等技术实现了综合人机界面和训练评判程序;本仿真平台涵盖了某型飞机武器系统所有的操作科目,能够完全脱离实装进行武器系统的科目训练和成绩实时评判,设计方案可作为其它仿真系统设计参考.     

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。     

电动力液压驱动四足双臂机器人的设计与实现

针对定基座机器人在复杂环境下作业能力不足的问题,研制出电动力液压四足双臂机器人,将浮动基座与双臂系统的优势有机结合,能够代替人员完成复杂环境下应急处置、工程作业等任务。详细阐述了四足双臂机器人的机械结构、机载电液动力系统、分布式控制系统以及仿真与操作训练平台的设计与实现。提出基于全身虚拟模型的足底力分配方法与足臂协调运动规划方法,实现了躯干浮动基座与双臂系统的联动,大大提升了机器人的作业能力和效率。通过搭建的仿真与操作训练平台完成单臂作业以及双臂协同作业的仿真,验证了所提出控制方法的有效性,并对机器人操作员进行操作训练。在实际样机实验中,测试了单臂抓取以及双臂协同抓取的能力,证明了四足双臂机器人能够满足复杂环境下移动作业的需求。     

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。     

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。     

老旧PLC控制系统升级改造故障解决

文章通过对某海洋石油平台钻修机PLC控制系统的现状进行统计分析,根据现役钻修机的设备特点提出PLC控制系统升级改造方案,并以施工项目形式进行开展研究。对该升级改造项目的实施,旨在解决钻修机PLC控制系统存在的诸多问题,消除钻修井期间因控制系统故障带来的各类不利因素。通过对该项目调试期间的问题处理与经验总结,进一步发现和解决系统中存在的不足并做出优化完善。此项目为后续其它老旧控制系统升级改造提供了方案参考和故障解决方法,提升了电气自动化工程人员的技能水平和施工项目管理水平。     

基于Unity 3D的船舶压缩空气系统的虚拟设计

针对目前船舶空气压缩仿真训练系统大多采用半物理仿真与二维软件界面仿真相结合方式训练效果不佳的问题,将虚拟现实技术引入到船舶压缩空气系统的仿真设计;设计一套基于Unity 3D的船舶压缩空气系统,实现虚拟仿真程序和三维虚拟场景的实时交互,生成一个逼真的三维视觉、听觉、触觉的感官世界,加强培训人员的沉浸感,从而获得一种置身于真实环境中的感受;系统可供学员无限制反复训练,节省系统的维护费用,规避实物操作设备中可能出现的各种风险,提高训练效果。     

基于虚拟现实技术的钻井仿真系统设计

针对基于三维动画和OpenGL技术的钻井仿真系统存在画面沉浸感不强、交互性差等不足,开发了基于虚拟现实技术钻井仿真系统。在对钻井过程进行数学建模的基础上,设计了模型计算软件,该软件逼真地再现了钻井现场参数的变化情况。利用3D MAX建模软件构建了复杂的钻井设备模型,并在Virtools平台下利用行为模块控制各模型独立的运动,实现了动态的钻井虚拟场景。该场景在硬件平台的配合下,能够逼真地再现钻进、起下钻、接单根、上扣、卸扣等几十种钻井工艺流程。该系统的实现为油田安全作业的培训提供了一条新的途径,具有一定推广价值。     

悬臂式掘进机虚拟仿真平台设计

悬臂式掘进机广泛应用于煤矿井下巷道施工,掘进机的培训包括传统的书本教学方法和基于井下实际操作的训练方法,但是由于其场地和安全的局限性,无法满足训练要求.针对这一现状,利用虚拟现实技术和交互仿真技术构建了悬臂式掘进机虚拟仿真平台.该平台采用三维建模技术,使用多边形建模方法制作了悬臂式掘进机、转载机、供电系统等三维模型;运用Unity3D引擎驱动三维模型组成的虚拟场景,采用场景优化技术实时渲染出沉浸式的虚拟场景;在脚本语言C#编程环境下实现操作流程顺序控制、操作描述、三维模型驱动等,实现悬臂式掘进机虚拟仿真培训.培训结果表明,沉浸式人机交互可达到与实物培训相类似的效果,提高使用者学习和操作悬臂式掘进机的效率.     

带电作业绝缘斗臂车虚拟仿真系统的设计与开发

将带电作业中的绝缘斗臂车操作训练与虚拟现实技术相结合,以Quest3D4.0和VC++ 6.0等软件为开发平台,在完成整体设计的基础上实现了绝缘斗臂车虚拟仿真系统。系统通过建立视景仿真和绝缘斗臂车模拟控制系统,受训者可在虚拟操作环境中真实体验在现实世界中的工况,有力地保障了仿真培训的效果,为电力系统的带电作业培训提供了一种新的思维方式。     

虚拟手术中软组织切割模型研究进展*

虚拟手术仿真训练系统是虚拟现实的重要应用,能够克服真实传统手术中资源少、训练不方便和可重复操作性差等问题。软组织切割是虚拟手术仿真训练系统中的重要组成部分,也是手术中最常见的操作。软组织切割模型建立的质量如何,直接决定了虚拟手术仿真的精度度和仿真度。为更好地对软组织切割模型进行深入探索,分析了虚拟手术仿真中软组织切割的研究难点。针对当前十四种有代表性的切割模型进行了研究,在此基础上对这些模型的优缺点进行了比较,并对软组织切割模型的发展趋势进行了展望。     

沉浸式交互系统的设计与开发

在操作训练过程中,操作者对虚拟场景中物体的操纵必须通过交互来实现,交互的质量直接影响了操作训练的效果。针对现在的装备操作训练仿真系统中使用二维交互设备带来交互低效的情况,为了整体提高装备操作训练仿真系统的交互质量和能力,设计并开发了沉浸式交互系统。同时住众多新兴的交互设备中,主要对数据手套和空间球进行相关交互技术的研究。使操作者高度沉浸在建立的虚拟场景中,用自然、方便的方式进行交互,取得较好的操作训练效果。     

带有力感觉的显微外科手术血管的仿真研究

随着虚拟现实技术的进步,带有力感觉的仿真研究迅速发展,特别是在医学上得到了广泛应用。利用虚拟现实技术取代效率低下的常规培训,可以大大减少所需的培训时间和昂贵的动物实验费用。针对复杂的显微外科手术的血管缝合,作者建立了可用于大夫培训、手术规划的虚拟现实系统。其中的交互设备采用了具有力反馈功能的PHANTOM—Desktop,使用与之配套的GHOSTSDK软件开发包,建立虚拟环境。考虑到柔性体仿真的实时性和真实性要求,采用了质量一弹簧模型的建模方法。在完成了对虚拟环境中柔性平面仿真的基础上,成功实现了带有力感觉的显微外科血管穿刺的虚拟仿真。     

基于Virtools的井控仿真培训系统的设计与实现

采油生产最大的安全隐患来自于井控安全,针对油田井控安全操作培训的弊端,提出了基于Virtools的井控仿真培训系统。文中基于虚拟现实技术,介绍了基于Virtools开发井控仿真培训系统的一般方法,并从模型的建立、模型的优化、模型的转换、场景集成、系统结构、系统功能这些方面对系统的设计与实现进行了详细的论述。实现了具有井口漫游、双视口显示、交互菜单、演练及考评等功能的井控仿真培训系统。借助于这样的一个培训系统,提高了培训效果,提升了员工的整体操作水平,实现了操作标准化,进一步保障了井控安全。     

基于vSphere的虚拟计算机实验平台建设探索

新世纪信息技术的飞速发展,对高校计算机类课程的模拟实训环境提出了更高的要求。本文介绍应用VMware服务器虚拟化技术搭建虚拟计算机实验平台,解决传统计算机实验机房面临的计算资源有限、模拟实训环境多变、远程接入困难、实验环境可扩展性差和管理维护复杂等问题。     

可漫游的虚拟战场环境建模与实现

虚拟战场环境是军用仿真的一个重要基础平台,构造可漫游的虚拟战场场最是军用仿真中最基本的、必不可少的一个环节,广泛应用于战场模拟,作战训练和电脑游戏等方面。论文在简单介绍了构造虚拟战场场景的一般性步骤后,重点讨论了地形、自然现象等关键技术及漫游控制的实现等,论文在分析粒子系统的一般实现原理的基础上,提出了提高粒子系统算法实时性的一些技巧。实践证明,所实现的虚拟战场场景在实时性与真实感方面均取得了不错的效果。