基于OpenGL的虚拟环境建模技术的研究

文中讨论了基于几何和基于图像的虚拟环境建模技术,并以此开发出一个虚拟环境的建模系统.系统以OpenGL和Visual C 6.0为开发平台,可方便的进行虚拟场景的建模,并具有光照、纹理映射等真实感增强处理方法.建立的虚拟场景立体视觉效果明显,且兼顾了场景的实时性和可交互性.     

基于Web的虚拟数控系统的研究与开发

基于服务器／客户模式的的虚拟数控系统体系结构，讨论了虚拟数控系统的建模技术和基于VRML的实现方法，并指出虚拟数控机床的建模是虚拟数控加工过程仿真的实现关键．利用VRML语言、分布式对象技术和Java技术开发和建立了基于Web环境的虚拟数控系统原型。并对系统的开发平台进行了分析和介绍，同时给出了系统的运行实例．研究表明，所开发的系统是可行的和合理的．     

基于OpenGL的虚拟环境建模技术

建立虚拟现实系统的首要问题是虚拟环境的建立,本文讨论了基于几何和基于图像的虚拟环境建模技术,并以此开发出一个虚拟环境的建模系统。系统以OpenGL和Visual C 6．0为开发平台,可方便地进行虚拟环境的建模,并具有光照、纹理映射等真实感增强处理方法。建立的虚拟环境立体视觉效果较强,且兼顾了场景绘制的实时性和可交互性。     

面向防汛减灾的VR-GIS汛情虚拟场景建模方法

基于面向对象方法和数据库技术,针对防汛减灾VR-GIS平台,对汛情虚拟场景、虚拟场景单元和虚拟对象进行了分析,提出了汛情虚拟场景和虚拟对象的数学表示,提出了虚拟对象的类结构、操作方法、模型特征和建模方法,有效解决了防汛减灾VR-GIS平台的关键问题.     

虚拟化学实验平台的设计与实现

在研究虚拟化学实验平台基本原理的基础上,通过对平台建设过程中涉及的建模和交互等关键技术的研究,基于开源软件OSG（OpenSceneGraph）的技术特点,提出了虚拟化学实验平台的框架、实现过程和功能结构,研究了化学反应的实验现象和过程,建立了化学实验模型库。最后通过四个实例证明了该实验平台的可行性,该平台具有操作的灵活性和设计的优越性,为化学学习提供了方便、有效的支持。     

一种基于Unity 3D的生产线跨平台虚拟调试系统设计方法

针对现有生产线虚拟调试平台具有专用性以及交互性不足的问题,提出一种基于Unity 3D引擎的跨平台生产线虚拟调试系统设计方法.在Unity 3D中建立工业设备模型库,开发虚拟设备的脚本,实现设备的功能;对安川工业机器人建立数学模型,并进行机器人的虚拟建模和运动控制;开发交互控制软件,并利用Socket通信完成虚拟PLC...     

基于ARCGIS与3DMAX的三维虚拟校园模拟——以咸阳师范学院为例

目的以咸阳师范学院为例,建立数字校园系统并实现虚拟展示与数据查询的功能。方法以Arcscene为平台,借助3DMAX2010软件精细建模并生成3ds文件,以点要素方式将三维建筑与GIS平台融合。结果通过校园虚拟景观的模拟(三维建模)、虚拟场景与展示平台的融合(模型的导入)以及属性信息的采集和添加等一系列步骤建立三维虚拟校园系统。结论三维虚拟校园系统不仅可以展示校园景观三维动态、并实现校园建筑属性信息查询与管理。     

火炮虚拟随机试验技术研究

为了实现装备的虚拟随机试验,运用虚拟样机技术和多刚体理论,建立了火炮系统动力学模型;基于模型考虑装备系统结构及参数的随机性、离散性,将随机模拟方法与虚拟试验技术结合,借助MSC=Insight模块开发了火炮虚拟随机试验平台。基于平台进行了火炮虚拟试验,并对实验结果进行了统计分析,实现了装备行为特征的有效模拟。     

基于物理约束的玉米叶片建模方法

植物真实感建模与仿真不仅是现代农业科学与植物学领域面临的难点问题之一,也是计算机应用与虚拟现实技术领域的研究热点.而玉米是我国乃至世界范围内重要粮食作物,玉米叶片建模是现代农业虚拟植物领域中面临的重要问题.本文提出一种基于物理约束的玉米叶片三维建模方法,主要针对玉米叶片褶皱特征,建立基于质点弹簧系统的物理约束模型,并提取特征参数建立一种自适应物理约束机制,生成具有复杂形态的玉米叶片模型,并且通过一系列特征参数调控和特征点约束实现一种交互式玉米叶片建模机制,最后基于偏微分方程曲面建模方法构建真实感玉米叶片三维模型,并集成开发相应软件原型系统.结果表明,本文方法以一种自适应机制有效、高效生成具有一定真实感效果的玉米叶片模型,少量参数控制的建模方式使自动化生成大规模玉米三维群体模型成为可能,为虚拟植物领域建模应用提供可用的技术参考和方法工具.     

三维虚拟校园的设计与实现

虚拟现实技术能够给人构建逼真的虚拟环境,广泛应用于国防、教育、生活、娱乐等领域。本文基于虚拟现实技术,建立了一个三维虚拟校园平台,该系统基于三维建模、虚拟场景、实时交互等技术,实现了虚拟漫游、地图导航、人机交互、智能导游等多种功能,能够全方位地向人们提供有关校园的详细信息。三维虚拟校园系统借助于信息技术实现校园文化的网络延伸,能够成为学校展示和宣传的电子名片。     

多机器人装配生产线的构建与仿真

以多机器人装配生产线为研究对象，构建由3台ABB工业机器人与传送带组成的虚拟装配生产线。依据工件的装配工序，通过导入内置工业机器人模型以及（离线）编程，创建多机器人系统仿真I/O信号和动态组件，实现生产线系统的离线编程与仿真模拟。通过虚拟系统的仿真，调试并优化装配过程中机器人的部分作业轨迹和运行姿态。研究表明，所构建的多机器人装配生产线满足实际工作需求，能够在虚拟环境下对生产线的运行轨迹进行预规划；该虚拟仿真系统可以为多机器人生产线的设计与制造提供技术参考与可行性依据。     

Off-Line Programming of a Robot for Laser Re-Manufacturing

Off-line programming provides an essential link for CAD/CAM. This paper introduced the principle of developing off-line programming system for laser re-manufacturing. Task and information flow of off-line programming for laser re-manufacturing robot was analyzed and the software structure of off-line programming based on commercial CAD software was constructed. The off-line programming system developed in this study includes 3-D solid model design, direct slicing for obtaining path data, graphical simulation of the robot and its workcell, kinematic model of the robot, motion planning, and creation of the control program for manufacturing process. The CAD software was used to design models of robot, workpiece, coaxial nozzle, and workspace. Through the application programming interface provided by the CAD software, the VC++ and ATL were chosen to develop such modules as direct slicing for obtaining path data, path planning, process specification, and control program automatic generation. The FANUC Roboguide software was used to realize graphical simulation. By direct slicing, the position and orientation data of robot end-effector was determined. The results show that the proposed system can be applied in laser re-manufacturing robot for manufacturing operations.     

掘进机截割头齿座的机器人自动定位技术

为提高悬臂式掘进机截割头上截齿的定位精度,改进截割头制造质量,根据截齿在截割头表面的排列形式,分析齿尖的定位方法和截齿空间姿态的确定过程,提出并研制一种基于截割头设计方法的齿座定位专用机器人系统,介绍了将截齿定位设计坐标系转换为专用机器人制造坐标系的方法。通过控制串联式机器人手部关节的旋转与回转台的翻转,实现了截齿空间姿态设计参数与制造参数的统一;通过重力自定位原理,实现了齿座相对机器人手部的自动精确定位,有效降低了机器人调试过程的复杂性。此外,通过模拟机器人自动制造过程,分析了不同制造工艺路线对截割头齿座定位工作效率的影响。研究结果表明,采用机器人自动定位技术能有效提高截割头齿座定位精度,合理的制造工艺路线能有效提高截割头制造效率。     

基于有效生产剩余的不可靠机器制造系统优化控制

将物料报废作为随机事件引入不可靠机器制造系统优化控制的研究中,提出了有效生产剩余的概念,讨论了生产剩余和有效生产剩余的关系.以物料报废服从Bernoulli分布的单机器单零件类型不可靠机器制造系统为例,描述了基于有效生产剩余的控制思想.将该思想应用于不可靠机器制造系统优化控制研究,建立了以有效生产剩余为状态变量,以生产率为控制变量的单机器单零件类型不可靠机器制造系统优化控制模型,得到了这类系统的一种优化控制策略.     

机器人研磨加工系统仿真分析

针对一种由RV—M1机器人、超声电火花复合研磨机和计算机等组成的机器人研磨加工系统，推导了五自由度机器人终端执行器的齐次变换矩阵，运用Pro／E和ADAMS软件建立了动态仿真模型，结合该模型对机器人运动学和动力学进行了分析，为实现机器人研磨加工的最优控制提供了新的方法。     

Manufacturing Communication： DCOM-MMS-based Approach for Flexible Manufacturing System

A design approach of manufacturing communication is presented for flexible manufacturing system in this paper. The primary objective aims at making the flexible manufacturing ,control system provided with interoperability and reconfigurability. Based on describing manufacturing message specification （MMS） and distributed component object model （DCOM）, a client/server manufacturing communication model is built with MMS standard and DCOM middleware, and the communication interfaces between MMS client and MMS server are designed with Microsoft interface definition language （MIDL） and abstract syntax notation one （ASN. 1） of MMS services. As a result, DCOM and MMS integration leads to such client/ server communication capabilities independent of different operating systems and manufacturing devices in flexible manufacturing automation environment. Finally, to verify the new design approach, a prototype system of robot control system has been implemented in MS 2000 Server/Professional Operating System and VC ＋ ＋ 6.0 Developer Environments.     

NGR01型多关节机器人智能遥控器的研制

针对NGR01型5自由度多关节机器人三层电气控制系统的体系结构，基于单片微处理器研制出智能型遥控器，通过红外无线和RS-485串行有线两种通信方式嵌入第二层控制系统中，对机器人各个关节实行在线控制，同时在第一层计算机上进行虚拟重构，在遥控器的液晶显示器上动态实时显示机器人的运行状态．该遥控器可以用于机器人制造调试、示教再现和异地操作等工作场合，实际使用效果较好．     

外骨骼机器人手指鲁棒跟踪控制

基于外骨骼机器人手指系统动力学,提出了机器人鲁棒μ控制器的设计方法。分析了系统模型的不确定性,将负载动力学作为系统的反馈不确定,建立了合理的被控对象标称模型。基于高速DSP实现鲁棒控制器的数字化,在μ控制器设计和数字实现过程中考虑了机器人系统的计算延时。通过实验评估采样延时对机器人控制器鲁棒性能的影响。实验结果表明,μ控制器能够抑制干扰和模型不确定对机器人系统的影响,系统具有很好的鲁棒稳定性和鲁棒性能。     

基于LPC2106的自主式移动机器人设计

以PHILPS公司的ARM单片机LPC2106为控制核心,提出了一种自主式移动机器人的设计方案,应用98C1051构成多超声传感器子系统控制电路,由此子系统实现对障碍物的测距及机器人的自主避障行走控制;通过光敏传感器实现机器人对光源的感知和寻找.通过无线通信芯片PTR2000实现移动机器人与计算机之间的无线通信.     

基于遗传算法优化的机器人非奇异终端滑模控制

六自由度并联机器人是一个强耦合、高度非线性的系统,针对此特性研究了非奇异终端滑模控制方法,为改善其运动品质,结合指数趋近律的思想,给出了系统的控制律.利用李雅普诺夫（Lyapunov）理论验证了存在建模误差和外部干扰时六自由度并联机器人控制系统的稳定性,确保了控制系统的鲁棒性.为了进一步减少滑模控制的抖振,提高系统收敛速度和跟踪性能,采用了遗传算法来优化非奇异滑模面和控制律的参数.仿真结果表明：提出的控制策略参数优化后能使机器人的轨迹跟踪稳态误差趋近于零、系统调整时间短、驱动器控制律平滑,达到了高性能的位姿控制.