航空装备虚拟维修训练仿真模型快速开发技术

以飞机虚拟维修训练的实际应用为需求,分析了飞机虚拟维修训练仿真模型基本开发流程和技术手段,解决了开展大规模工程推广应用中的技术瓶颈.针对维修训练仿真模型开发效率低、更新困难等突出问题,提出了支搿大规模工程应用的快速开发流程,并对支撑虚拟维修训练仿算模型快速开发的维修任务建模、仿真模型装配、仿真模型更新3项关键技术的原理...     

某型弹药虚拟维修训练系统的设计与实现

提出了某型弹药虚拟维修训练系统的框架,并进行了系统设计和实现.系统由虚拟维修模块、理论学习模块和训练管理模块等三个功能模块组成.介绍了系统实现的关键技术包括虚拟维修平台的设计、装备建模与模型优化、拆卸装配序列的描述等.     

基于虚拟维修仿真的维修性分析系统设计与实现

提出了基于虚拟维修仿真的堆修性分析系统的结构框架，并进行了系统的设计，系统主要由虚拟维修样机模块、维修仿真模块，维修性分析与评价模块以及系统管理模块等4个功能模块组成。在Jack软件平台下进行了系统开发。以某装备部件拆卸为例，对系统进行实例验证，达到设定目标。     

一种新的虚拟维修手部动作生成方法

在维修仿真中,虚拟维修人员的手部操作起着重要的作用,对维修活动中手部动作的实时、连贯生成问题进行了研究。首先提出了一种包含详细解剖结构的虚拟手模型,其次在分析总结各类虚拟人运动控制算法的基础上,通过加入阻尼系数以克服传统IK算法难于或无法处理的奇异性、冲突性与多目标性问题,改进了阻尼IK方法,并利用Jacobi矩阵的正交投影来处理优先级多约束条件下的手部动作。最后以某型装备车辆的轮胎更换维修任务为例对提出的算法进行了验证和效果评估,表明了所提方法的有效性和健壮性。     

虚拟维修仿真中人的行为表示

讨论了虚拟维修仿真中虚拟人和物的行为表示，归纳出虚拟人的8个基本作业行为及其参数表示，作为行为表示的标准可以用于描述仿真中的拆卸活动，建立了虚拟人作业失败的分类及描述，给出了操作物体的各种动作行为，对仿真中人的手形参数进行了分类，总结了虚拟维修仿真中常用的工具。     

协同虚拟维修过程中的虚拟人体维修操作控制

针对操作人员难以在有限的光学运动捕捉设备捕捉范围内自由运动的问题,开展了协同虚拟维修过程中的虚拟人体维修操作控制研究。基于光学运动捕捉设备对操作人员的下肢动作进行捕捉,根据实时识别结果控制虚拟人体进行大范围运动。针对维修操作过程中的虚拟人体手部运动控制,分析了虚拟人体的手部交互过程,提出了一种基于动态贝叶斯网络的维修操作智能辅助方法。以某液压缸协同式虚拟维修操作仿真平台为例验证了方法的有效性。该方法实现了对虚拟人体维修操作过程的有效控制,具有实时性好、交互性与感知性强等优点。     

虚拟维修样机中的刚体部件物理属性建模方法与实现

为了建立逼真的带有物理属性的虚拟维修样机模型,采用对刚体部件物理属性的建模方法,对虚拟维修样机的刚体部件进行了建模.给出了建立刚体部件物理属性模型的框架,定义了时间、空间和质量三个物理学中最基本的物理概念,从模型几何数据的获取,物理属性模型的算法实现和仿真流程给出了建立虚拟维修样机物理属性模型的具体仿真过程,并把此方法应用于某大型设备虚拟维修样机模型中刚体部件模型的建立.通过虚拟维修训练仿真过程可以看出,对刚体部件物理属性模型虚拟维修训练具有更强的逼真度和沉浸感,具有通用性.     

虚拟维修仿真技术的研究与进展

近年来虚拟维修仿真技术广泛应用于维修性设计、保障性规划及人员培训三大应用领域并取得了巨大的经济和社会效益,成为了当前研究热点。对此分析归纳了该领域内众多国内外虚拟维修仿真案例。针对仿真对象的扩展及新技术的应用,提出了虚拟维修仿真技术的明确定义;总结出了虚拟维修仿真技术的实现流程,深入探讨了该技术研究所涉及的一系列关键技术问题;比较分析了仿真过程中所需的软件实现平台;最后对其未来的研究方向进行了展望。     

虚拟维修样机系统及建模技术

讨论了建立虚拟样机用于虚拟维修仿真的几个关键技术。给出了虚拟维修样机的定义，分析了它的组成，给出了与产品CAD系统相关联的系统结构。为了满足仿真实时性要求，提出了面向维修任务的虚拟维修样机建模方法，进行样机的几何建模和人机交互建模，并在．Jack软件环境下开发了CAD数据处理与交互行为定义的功能模块，以一个变速齿轮箱为例，进行了验证。     

采掘运装备虚拟装配与仿真系统设计及关键技术研究

针对煤机装备从设计、制造再到实际工作环境各环节相脱离问题,以采煤机、刮板输送机、掘进机和提升机为研究对象,以集成化双通道柱幕系统作为硬件支持,以Visual Studio和Open Scene Graph作为系统软件平台,集成了力反馈器、数据手套等人机交互设备,实现了由虚拟装配子系统、场景仿真与漫游子系统等四部分组成的虚拟装配与仿真系统,虚拟再现了煤炭生产过程中设备的运行状态,为产品设计提供了直接形象的现场感和全新设计模式。该系统具有良好的沉浸性和交互性,提高了产品的可装配性和研发效率,降低了设计成本,实际运用效果显著。     

装备维修教学训练虚拟现实系统的设计

“装备维修教学训练虚拟现实系统”是新装备维修教学训练的一种有效方法。本文从系统功能、系统配置和系统软件组成等方面介绍了系统的总体设计;详细说明了虚拟装备的建立、立体显示系统的构成、立体投影原理及基于GL的三维图形的立体显示实现;讨论了通过数据手套实现装备维修和工具使用的实时交互系统设计方法。     

复杂装备维修训练通用仿真系统

提出了一个用于复杂装备维修训练的桌面虚拟系统,可以练习某些特定组件的维修拆卸.利用动态链接库实现了系统模块化的软件体系结构,保证了数据的封装和模块化.通过用户化过程设置了用于拆卸顺序规划和VR环境3D模型的数据库,在友好的用户界面的引导之下,用户通过在虚拟环境中的漫游和实时更新的维修信息的帮助下了解全部维修过程.系统能够在生成合理的拆卸顺序和确定配件方面提供智能辅助,而且原型系统提供了针对CAD模型文件的数据接口,系统可以被看作是一个"外壳".通过用户化工作将3D模型转化成系统可以接受的VRML格式,这样就可以非常容易地针对不同的维修任务建立虚拟环境.与沉浸式和增强型VR系统相比,这套桌面VR原型系统的硬件需求不会使训练任务局限于某个训练房间或特定的使用者.对于维修训练来说是一个便携、经济的解决方案.     

大型武器装备故障诊断训练系统仿真开发研究

在分析大型武器装备故障诊断训练系统功能需求和任务规划的基础上,设计了集教学培训、模拟训练和综合考核为一体的仿真系统总体框架,确定了其运行平台开发、数据库管理和机电液一体化系统建模的具体内容.并对运行平台的可视化操作界面开发、三维交互控制和底层数据通信,系统数据库管理信息设计,一体化系统设备三维模型、工作原理模型、故障任务模型和操作工序模型的创建,以及训练系统开发进行了分析和实现,为大型武器系统故障诊断训练系统开发提供了方法和技术指导.     

基于HLA某型装备虚拟操作训练系统

针对某大型复杂装备的操作训练,提出了基于HLA的分布式虚拟操作训练系统设计方案。文中首先对系统的特点和功能进行了简要的介绍,并在此基础上给出了联邦成员的划分原则,然后重点研究了各类型联邦成员的设计方法,主要包括本地仿真逻辑设计和联邦成员间通过RTI的交互方法设计,给出了本地仿真设计的流程和联邦成员间发生交互的具体步骤,最后给出了操作类联邦成员的仿真流程。     

特种装备操作训练虚拟仿真器设计

特种装备的维护要求定期进行拆装检查，完成这一任务要求良好的心理素质和熟练的技巧。为此本文研究了特种装备操作训练虚拟仿真器(VRTOS-MAD)的设计方法。文中给出了系统控制流图和数据流图，研究了系统实现的关键技术，包括基于装配关系约束的几何建模和基于工具语义约束的运动模型管理，基于环境语义约束的虚拟环境管理器设计，基于数据手套的操作力反馈的实现方法。     

装甲装备月份维修计划优化制订方法研究

分析装甲装备月份维修计划的制订目前存在的问题,通过研究任务与装甲装备月份维修计划之间的相关关系,提出了根据任务的强度确定维修时机为优化目标的维修计划优化模型,统筹考虑维修资源、规章制度等因素。经LINGO软件仿真验证,结果显示该模型能够极大化装备的使用效益,实现科学化、精确化的送修,以及对装备的集约化管理。

Abstract：

The problems were analyzed that lay in the formulation of the armored equipment month maintenance plan. Based on researches about the relationship between the mission and the month maintenance plan, a maintenance plan optimization formulation model was brought forward. The model took factors such as maintenance resources, rules and regulations into overall consideration, and selected maintenance opportunity based on the strength of the mission as optimization goal. The model was validated by LINGO simulation. The result shows that the model can not only maximize the use efficiency, but also realize the scientific and precise delivery and the intensive management of the equipment which needs preventive maintenance.     

基于HLA的装备操作训练仿真系统设计研究

借鉴TENA的系统分类思想,提出了多岗位操作装备训练仿真系统基本要素,包括数据采集、数据处理、训练环境、信息显示和运行控制;提出了操作训练仿真系统的四项基本功能需求,包括教学演示、岗位训练、协同训练和考核评估;设计了仿真总体框架和流程,并给出了导调台和岗位操作盟员的实现方法。