基于VR技术的设备拆装系统设计

为解决在虚拟环境中对设备拆装过程进行演示和虚拟操作的问题,设计构建基于虚拟现实技术的设备拆装实训系统,给出一种新的、简单、快捷的软件解决方案,即“模型文件+开发包”的方法。用3DMAX实现虚拟实训场景及其中虚拟设备的建模,用VC编程实现场景及模型的实时显示、特殊效果产生、人机交互控制等功能,最终实现虚拟的设备拆装实训系统设计。受训者的实际使用表明,该系统具有良好的交互性和较强的沉浸感,拆装过程逼真、高效、便捷,达到了设备拆装实训教学的训练目的,是对实物拆装实训的有益准备和补充。     

KSJM6130数控车床实体拆装及仿真实验平台研究

主要介绍KSJM6130数控车床的实体和仿真拆装过程和实现原理,开发出满足本科生教学实验需求的能够满足虚拟环境下进行数控车床仿真拆装和结构认识的实验教学平台,机械部分拆装和仿真为最终实验平台实现整体的机械、电气软硬件一体化仿真实验平台的研制打下坚实基础。     

虚拟装配系统中模型数据转换的研究

针对虚拟装配系统中模型数据转换的问题,为了实现产品模型从CAD系统到集成虚拟装配系统的模型转化,提出了将虚拟环境下的零件信息进行分类转换的方法。该模型由装配对象信息、对象层次信息、装配对象的关系信息和面片信息所组成。通过对CAD系统的二次开发和CAD系统本身自带的模型转换接口,得到虚拟装配系统所需的零件模型数据。     

基于QT与Vega技术的虚拟实验室研究

虚拟现实技术通过与虚拟环境的交互作用,可实现逼真的学习与训练效果。构建电子设备虚拟实验室,可使学员尽快熟练掌握设备原理和操作方法。该文采用Vega技术进行虚拟现实开发,利用QT软件平台构建了电子设备虚拟实验辅助教学系统,实现了电子设备虚拟拆装、实验步骤演示、虚拟实验操作等功能,为学员提供了一个自主学习的虚拟实验环境。     

基于多体理论的虚拟血管缝合分析

针对传统主从式医疗机器人在客观爷件限制的情况下很难实现主从手之间的实时力反馈的问题，提出了通过虚拟现实技术实现虚拟力反馈以替代真实力反馈的方法．以“妙手”系统为研究对象，在建立显微外科手术血管缝合过程中缝合线力学模型的基础上，根据多体系统动力学理论，对由人、互感装置和虚拟环境组成的广义多体系统进行了动力学分析，由凯恩方程建立了该系统的动力学方程．通过主手的仿真数据与从手缝合过程检测数据对比分析可知，主手和从手有相同的运动特性、证明借助虚拟环境的力反馈作用，操作者通过主手可以真实地感受到从手的运动特性．     

虚拟环境中人体运动的控制与实现

虚拟环境中人体运动是虚拟现实技术中的一个重要研究领域，有着广泛的应用前景。通过分析人体运动的特点和虚拟人体的骨骼模型，采用以数据驱动与程序驱动相结合的方式建立了虚拟人体运动模型，采用这种方法建立的人体模型不仅可以修改人体各个部分的静态属性而且可以方便地实现人体的运动控制。文中重点讨论了虚拟环境中虚拟人体运动的控制和实现。利用Vc＋＋6．0和OpenGL，编程实现了通过人机交互输入数据和按预定轨迹对虚拟人体步态的控制。     

基于手势识别的虚拟环境体感交互控制

结合体感交互与虚拟环境技术,提出了一种基于手势识别的虚拟环境体感交互方法,采用Kinect体感设备,实时获取用户的手势数据,通过改进的动态时间规整算法,对所定义的手势语义进行识别,并根据识别结果,发出实时控制指令,实现与虚拟环境的自然交互.在此基础上,实现了基于Kinect手势识别的虚拟矿井交互系统,对交互方法进行测试.实验测试结果表明,手势识别正确率平均高达95.1%,实时性较好,所定义的虚拟矿井手势语义符合人们正常操作习惯,能实现与虚拟环境更加自然的人机交互,可以实现与虚拟矿井自然交互控制.     

虚拟装配环境中基于对象的三维物体拾取方法

基于对象模型提出了虚拟装配环境中三维物体快速拾取算法、实现方法和步骤，该算法不依赖于OpenGL或Direct3D环境，也不需要将所有模型数据转换到同一模型空间，而是根据虚拟环境中使用的矩阵对投影射线作反变换，通过射线与模型相交测试来拾取物体，其优点是节省大量的计算时间和存取空间．在虚拟装配系统中，对随意放置的模型进行了测试和验证，结果表明所提出的快速拾取算法、方法和步骤是有效的，为装配环境中进行物体移动、旋转，动态装配，信息查询等操作奠定了基础．     

基于单点力反馈的机械产品虚拟装配阻力建模

结合实际装配中的物理约束以及虚拟装配的特点,分别在间隙配合、过盈配合及过渡配合条件下,讨论了装配过程中的偏移阻力和进行阻力,建立了基于单点力反馈的机械产品虚拟装配阻力模型;最终通过虚拟装配实例和评价实验证明,基于单点力反馈的机械产品虚拟装配阻力模型能够增强用户在虚拟环境下的沉浸感,并且能够有效地辅助用户根据力觉反馈感知不同的机械配合类型.     

机器人离线编程中虚拟现实人机接口研究

研究虚拟现实人机交互技术在机器人离线编程系统中的应用，以提高系统人机交互的自然性和效率。介绍了将六自由度输入设备FASTRAK跟踪系统用于机器人运动路径交互式生成的原理。提出一种场合相关的基于模板匹配的手势识别算法，通过手势向虚拟环境发送交互命令来对虚拟机器人进行离线编程，实现了数据手套在系统中的人机交互。算法简单、实时性好、识别率高、鲁棒性强。方法已在SGI工作站上实现，应用在自主开发的机器人虚拟示教编程系统中，大大提高了离线编程的效率。