VR技术在城市轨道交通车辆工程仿真系统中的应用研究

传统3D仿真技术系统缺少沉浸感、真实感和互动体验性。提出基于Unity3D引擎、HTC VIVE交互设备的VR(Vitual Reality虚拟现实)的仿真技术,给出在城市轨道交通车辆工程中仿真系统中的应用。进而给出了该仿真系统的硬件建设方案,仿真系统设计的整体框架和开发流程;讨论并研究了仿真系统中虚拟场景及实物的建模和车辆维修实时交互的关键技术。以维修中安装牵引电机螺帽为例,详细阐述了在Unity3D中采用C#编程实现虚拟人机交互功能的逻辑思路、操作过程和设计方法。     

概念模型在通用雷达模拟训练器中应用的研究

在开发雷达模拟训练器整个过程中,需要为技术人员、开发人员、用户提供统一的,共同认可的建模语言和相关工具。建立真实系统的概念模型,并开发相应的工具是规范仿真模型开发过程,快速实现仿真系统的有效手段。针对雷达模拟训练器中虚拟维修要求,提出了一种基于典型故障案例的信号流程概念模型。在分析故障树和信号流程模型的各自特点后,给出故障树和信号流程模型集成应用方案,提供建模规范过程。     

微波着陆系统模型试验环境模型的实现

飞行检验仿真对实际飞行检验意义重大。根据微波着陆系统的技术体制和导航原理,设计并建立了机场微波着陆系统基于缩比模型的激光模拟飞行检验半实物仿真系统。主要研究了微波着陆系统半实物仿真系统的环境模型的实现理论和技术,以及机场典型环境模型材料的制备技术。以某机场为原型,建立其模型试验系统,并给出了试验结果。试验结果表明：微波着陆系统模型试验系统可以模拟实际机场场地环境的对微波着陆系统的影响。     

基于Web Services的虚拟仿真系统研究与应用

在武警执勤训练中,沙盘训练方式存在着真实感较差、模型不可变等缺陷,影响训练效果。而采用虚拟现实技术,构建虚拟战场仿真系统,是克服这一缺陷的可行方法。基于VRML与Web Services技术,研究并实现了一个应用于武警执勤训练的三维在线虚拟战场仿真系统。给出了系统架构,并对其核心功能实现作了详细说明,最后给出了该系统的一个场景仿真实例及其性能分析。结果表明:三维在线虚拟战场仿真系统应用于武警执勤模拟训练,取得较好效果。     

混合选别过程半实物仿真系统

为了满足复杂工业过程控制技术的研究需求,需要建立具有代表性的半实物仿真系统.针对混合选别过程,研发由对象计算机、控制器设计计算机、监控计算机、虚拟执行机构与检测仪表装置和控制系统组成的半实物仿真系统.该系统基于工业控制系统软件开发控制算法,运用MATLAB研发虚拟对象、虚拟执行机构和检测仪表、控制器设计模型,研发了相应的可视化界面.在对象计算机、控制器设计计算机和监控计算机的基础上完成了被控对象机理建模、控制器设计模型参数辨识、控制器设计和控制器性能评价等研究.为复杂控制算法研究进一步工业应用奠定了基础.     

基于软PLC技术的磨矿过程运行控制系统及实验

为解决具有综合复杂特性的磨矿生产过程运行控制实验研究的难题,开发了由运行监视子系统、运行控制子系统、虚拟执行机构与检测装置和虚拟对象子系统组成的运行控制半实物仿真系统.本系统采用软PLC技术构建的嵌入式控制器实现实时运行控制,采用基于C sharp语言开发的过程监测软件进行在线监测,并集成执行机构与检测运算模型和虚拟过程对象,具有实时性高、移植性好、面向工业实际等特点.基于运行控制实验系统的结果表明,该系统能够为运行控制方法的研究提供一个高效、便捷的验证环境,为运行控制算法的进一步工业应用奠定基础.     

虚拟维修训练系统设计研究

本文从工程实际出发，对虚拟维修训练系统的功能需求进行了分析，明确了系统的设计要求和设计准则，确定了系统的软硬件配置方案，给出了实现仿真系统的技术路线，设计了仿真系统的功能组成和实现方法。     

基于BOM的分布式交互电路仿真实现

文中对基于BOM的分布式交互电路仿真应用的背景进行了介绍,而后给出了导弹装备电路级虚拟维修训练系统的整体结构图,在该结构的基础上提出了基于BOM的分布式交互电路仿真的概念模型的设计和电路仿真模型的设计。应用了基于BOM的分布式数据交换技术实现了不同导弹装备仿真电路板之间的虚拟信号交流,从而为导弹装备电路故障的虚拟维修打下了坚实的基础。     

基于BOM的分布式交互电路仿真实现

对基于BOM的分布式交互电路仿真应用的背景进行了介绍,而后给出了导弹装备电路级虚拟维修训练系统的整体结构图.在该结构的基础上提出了基于BOM的分布式交互电路仿真的概念模型的设计和电路仿真模型的设计.应用了基于BOM的分布式数据交换技术实现了不同导弹装备仿真电路板之间的虚拟信号交流,从而为导弹装备电路故障的虚拟维修打下了坚实的基础.     

汽车电子控制系统半实物仿真平台开发

提出了一种汽车电子控制系统半实物仿真解决方案,以捷达1.6AT轿车为对象,采用半实物仿真技术通过硬件接口电路将实际车辆与模型环境有机结合,设计开发了汽车电控系统半实物仿真平台.所设计的平台在精确采集车辆传感器信号的同时能够实现车辆与半实物仿真模型间的实时数据交换;通过平台显示系统可以直观地观察车辆电控系统的工作过程及控制原理;并可根据需要合理地改变仿真模型的参数,对不同车型和不同使用工况进行仿真.该平台不仅解决了数学仿真对现实条件过于简化、建模难度大的问题,同时也克服了实物试验费用高、周期长的弊端,可将其应用于汽车电子控制系统的开发、调试、检测和教学试验等.     

传感器在环自动泊车仿真测试系统设计

针对智能网联汽车自动泊车功能实车测试成本高、周期长、重复性差问题,基于硬件在环及计算机数值模拟仿真技术,以自动泊车传感、控制系统为主要测试对象,搭建实验室环境下传感器在环自动泊车仿真测试系统,借助美国国家仪器公司(National Instruments,NI)软硬件实时平台、CarMaker虚拟仿真场景软件模拟仿真自动泊车交互场景、车辆底盘动力学特性及超声波传感器特性,集成开发摄像头视觉注入板卡、超声波物理回波仿真板卡仿真模拟传感器物理信号,虚实结合构建了完整的传感器在环自动泊车测试验证环境.以某车型实车带自动泊车功能的智驾控制器、超声波传感器为被测对象,搭建垂直停车位场景对仿真测试系统进行测试验证,仿真实验结果证实测试系统能够为自动泊车提供安全、高效的测试验证平台,助力自动泊车控制算法开发.     

Division Mockup在虚拟现实中的应用

核电站的设备昂贵、复杂、运行环境存在放射性，在真实设备上进行维修培训代价高、风险大．Division Mockup提供了基于虚拟现实技术的虚拟维修培训手段．文中阐述了光源、材质与纹理、碰撞检测、隐匿、成组、配音等关键技术的应用及技巧，开发了真实场景的虚拟培训软件，建立了核电站虚拟仿真培训系统．并通过三维影像、三维动画、设备虚拟维修声音几种反馈手段实现了培训系统的人机交互．     

基于PROTEUS的单片机测温系统仿真设计

目前能够支持单片机及其外围接口设备的仿真设计功能是众多系统开发仿真设计软件的一个薄弱环节,从而使单片机系统开发硬件成本高,开发周期长。通过介绍PROTEUS软件性能,以及基于PROTEUS的分布式测温系统仿真设计过程,证明在基于EDA技术的PROTEUS环境下,可以完成单片机系统的硬件设计和软件调试,系统的性能测试仿真,及PCB设计等工作,仿真数据接近真实系统测试数据,为单片机的软硬件结合虚拟仿真提出了一个新的思路。在实际应中PROTEUS软件可以很好应用于单片机系统开发设计,降低设计成本,缩短开发周期,提高效率。     

基于分布式虚拟现实技术的某型导弹模拟训练仓整体设计

对开发模拟训练仓的原因进行了简要介绍,而后对该模拟训练仓的整体规划进行了介绍,并给出了具体的模拟训练仓的整体结构示意图,阐述了各个分系统功能的具体实现目标。对该系统的技术途径进行了介绍,在分析虚拟现实仿真软件和HLA分布式仿真技术的基础上,给出了在VC＋＋开发环境中应用Vega和HLA进行集成开发的程序结构图,为系统的开发指明了方向。     

用于车辆电子控制系统开发的仿真环境

介绍了一个用来开发和测试车辆电子控制系统性能的仿真环境.仿真环境模拟真实的交通工况和极限驾驶工况,用于验证车辆电子控制系统中的控制算法,也可以将硬件系统集成到环境里进行硬件在环仿真.首先,介绍了虚拟环境的整体框架和结构.接着,详细介绍了系统的各个组成模块的功能.由于交通环境下仿真车辆感知周围的驾驶环境主要依靠传感器实现,以自适应巡航控制系统为例,介绍了传感器模块和控制模块的集成方法.最后,给出了一个交通环境下自适应巡航控制的例子.     

高速开关阀控液压缸的位置控制半实物仿真研究

为研究基于高速开关阀的液压缸位置控制问题,设计了基于高速开关阀和换向阀组合控制液压缸的回路,并采用PWM驱动高速开关阀.建立了控制系统的Simulink离线仿真模型,采用基于卡尔曼滤波的PID控制算法完成液压缸的位置跟踪仿真.最后借助Matlab/xPC Target搭建了高速开关阀控液压位置系统的半实物仿真测试平台,仿真与实验结果表明所设计系统结构的正确性,以及采用卡尔曼滤波的PID控制算法可有效提高液压缸的位置控制精度,借助半实物仿真技术可以提高高速开关阀控位置系统的设计效率.      

虚拟装配工艺规划及示教系统的研究

描述了基于虚拟现实的装配工艺规划及示教系统的体系结构.采用信息分解法实现了CAD系统与虚拟现实系统之间的数据转换;研究了虚拟环境下装配约束的动态识别与管理问题,实现了基于约束的装配仿真;建立了装配操作任务模型,为交互式工艺规划与评价奠定基础.实际应用证明,该系统一方面可用来评价和优化装配工艺方案,另一方面可指导装配工人培训和示教.     

武器装备虚拟维修训练系统设计与实现

 随着虚拟现实技术的不断发展,为了弥补实装训练的不足,武器装备虚拟维修训练日益受到关注。本文进行了武器装备虚拟维修训练系统的基本功能与模块设计,包括构造原理学习模块、部件级实车拆装模块、分解结合模块、故障检查与排除模块、控制与考核模块,研究了虚拟维修训练系统实现应该具备的各种基础数据以及实现数据开发与集成的方法和技术,并在此基础上设计了虚拟维修训练系统构架。该设计可为各种装备虚拟维修训练系统开发以及集成提供参考与借鉴。     

基于EON的虚拟拆装碰撞检测算法

为了有效提高虚拟维修环境的真实性和融入感,增强环境的细节描述,对基于K-DOPS包围盒的碰撞检测算法在虚拟维修特征建模中的应用进行研究。通过比较几种经典离散型碰撞检测算法的优劣,结合本维修系统对实时性与检测效率的要求,确立K-DOPS包围盒算法,并对其遍历检测过程进行优化设计,提出了与OpenGL相结合的检测编译方法,通过EON Studio软件平台进行仿真试验。结果显示,运用KDOPS包围盒的碰撞检测算法在柴油机虚拟维修训练系统中可以实时、有效地避免零件模型间的碰撞,增强虚拟环境的细节描述。