基于功能表面的概念设计关键技术

为解决传统CAD系统不足以支持概念设计过程的问题,以分解重构原理和广义定位原理为理论基础,提出了支持计算机辅助概念设计的关键技术,包括设计知识转换模型,产品建模技术和知识库建模方法。基于ACIS几何建模平台开发了计算机辅助概念设计原型系统-CACDPS,并用实例验证了提出的关键技术的有效性。     

多标志齐次变换的增强现实技术与虚拟教育应用

增强现实可实现真实场景与计算机虚拟信息的融合．研究了基于标志的增强现实技术,采用齐次变换实现基于标志的增强现实三维注册关键技术,改进了坐标齐次变换支持多标志识别,可同时对多个三维虚拟模型进行平移、旋转、缩放的刚体变换,实现虚拟物体的全方位操作．以古生物魔法书作为实例,展现了增强现实技术在教学中的应用优势,探讨了其在教育中的应用方式、条件需求和关键技术,实例结果显示增强现实进入教学领域可行性．      

基于激光点云的树木三维几何建模系统的设计与实现

根据树木的几何拓扑原理,直接利用地面激光扫描仪扫描获得的活立木点云数据,提出了一种基于点云数据的树木三维高精度、真实感的快速重建技术,重点解决了树木骨架点的提取、枝条系统分级重建、模型交互式编辑等关键技术.应用结果表明,基于点云的树木三维几何建模系统能够克服传统树木建模精度低、效率低、形态逼真度差等不足,依据点云数据能快速高效地重建出忠实于现实树木形态结构的三维真实感模型.系统具有良好、灵活的交互性以及较强的实用性,可广泛应用于森林资源管理、精准农业、古树名木管理、园林规划设计等领域.     

机构分析与仿真中关键技术的研究

介绍计算机辅助机构分析与仿真系统的若干关键技术，包括机构几何建模与统一表达模型、运动学与动力学分析的统一建模方法，实体模型的快速消隐及干涉检验算法等。     

基于视觉传感器的虚拟现实环境几何模型的自动构建

几何模型的传统建造方法低效而高耗，无法满足虚拟现实（VR）技术的快速发展与应用，提出了一种基于视觉传感器的几何自动建模方法，具有高效低耗和全自动化的特点，应用上述算法开发了一个桌面式VR演示系统VRspace，该系统集自动建模与模型演示功能于一身，证明了建模方法的正确性和可行性。     

基于知识的铝型材挤压模具集成设计系统

提出了基于知识的铝型材挤压模具集成系统的框架，研究了事例推理技术(CBR)在铝型材挤压总体事例建模中的实现以及面向铝型材挤压成形过程的仿真方法．总结了集成知识模型中的几何处理技术，提出了基于CAD平台进行几何处理的基本原理并建立了相应的原型系统．     

增强现实中虚拟物体的投影注册算法研究

研究增强现实的关键技术之一的虚拟物体注册技术,使增强现实系统中的增强信息更具有真实感,结合三色基准注册技术,借助三维空间中的坐标系变换和立体投影变换算法,建立增强现实系统中虚拟物体投影注册模型,提出并推导增强现实系统的虚拟物体立体视觉投影注册算法,该算法能够很好地实现已知几何描述的虚拟物体从其自身坐标系到增强现实系统坐标系的转换,并能够生成具有视差的左右眼立体图像,本算法结合视点的三然基准算法完整地实现了用于增强现实的三维注册。     

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。     

基于主动建模的无人直升机增强LQR控制

为了解决无人直升机控制问题,通过把主动建模与LQR(Linear Quadratic Regulator)控制相结合,提出一种能补偿模型差的控制方法。该方法在悬停状态下,采用简化模型设计LQR控制器,并通过UKF(Un-scented-Kalman-Filter)在线估计简化模型与全状态模型的模型差,使用模型差作为补偿项对LQR控制增强。针对实际直升机动力学模型进行仿真,验证了基于UKF的估计和增强LQR控制的有效性。仿真实验结果证明,基于UKF的主动建模技术能够快速估计状态和参数变化,并且增强LQR控制能够使系统适应模型不确定性。     

用于污水处理的计算机监控与数据采集系统

在现代污水处理技术中，实现基于模型的控制，以及基于网络的实时数据采集和监控是一项关键技术．应用于环境工程的污水处理计算机监控与数据采集系统，服务器端可以通过网络将控制模型下载至下位机，从而实现污水处理单元的在线监测和对实验室硬件的监控．采用水处理建模仿真技术和控制技术相结合，开发符合我国国情的智能控制系统软件．运行情况证明，该系统的实现策略具有很强的灵活性和可扩展性，对于实现污水处理过程计算机监控和实时数据采集有着一定的意义，     

基于UML技术的多用户共享虚拟现实系统的分析与设计

随着近年来计算机网络通讯技术的迅速崛起,多人共享虚拟现实成为虚拟现实研究的一个热点。文中首先介绍了多人共享虚拟现实的发展背景,然后以UML(统一建模语言)为工具,运用软件工程方法对一个多用户共享虚拟现实系统进行了面向对象分析、设计和建模,并运用编程工具实现了该原型系统,初步达到了支持虚拟现实场景内多个用户相交互的目标。在描述了该原型系统各个功能模块的实现方法之后,文中总结了本次设计的特点,得出结论。     

基于Visual C++和Vega的导弹虚拟飞行仿真系统

论述了一种基于Visual C＋＋和MultiGen Vega环境开发虚拟现实仿真系统的方法,阐述了基于MFC的虚拟现实仿真系统开发过程,并以导弹飞行系统为实例,完成了基于Visual C＋＋和MultiGen Vega的反坦克导弹飞行仿真系统的开发研究.结果表明了该方法的可行性和实用价值,利用该系统可使设计人员直观地观察导弹的飞行过程、飞行姿态和目标的运动,有利于导弹飞行弹道设计.     

基于虚拟现实的人机工程MTM和NIOSH方法研究

人机工程学是按照人的特性设计和改善人-机-环境系统的科学,虚拟现实技术近年来发展迅速,其逼真模拟特性可作为人机工程模拟研究法的一个有效手段.该文研究了虚拟现实技术在人机工程中的应用,使用虚拟现实软件对工人的作业进行了仿真,利用MTM方法-时间测定和NIOSH举起分析功能,研究了工人在冲床上加工零件的方法-时间测定及手推车的人机工程设计.     

基于动态纹理和粒子系统的喷泉模拟

喷泉效果可以大大增强虚拟现实系统的沉浸感.粒子系统是实现喷泉效果的有效方法,但该方法由于需要大量三角形单元的绘制,会降低虚拟现实系统的实时性.这里采用矢量控制法来建立粒子系统喷泉模型,然后渲染成一定幅数的连续图像,将这些图像作为贴图,同时采用billboard技术和动态纹理技术实现纹理喷泉的绘制,既保证了系统的真实感,又提高了系统的实时性.     

运动仿真互动平台控制方法

控制方法是基于虚拟现实的运动仿真交互平台的关键技术．根据具有视觉体验和身体感觉的运动仿真交互平台的需要，设计了一套系统控制流程和算法模型，并把这套控制方法用于自行车运动仿真平台，实现人在虚拟环境中的漫游，让参与者在由计算机构造的虚拟场景中获得了如同在真实环境中骑自行车的体验，从而验证系统的功能。     

非线性相机模型对AR系统注册精度的改进

注册是AR系统成功的关键技术之一.最近提出的采用基本矩阵的注册算法,不需要辅助的定位器材,也不需要人工标志物,易于执行,适应范围广,但注册精度有待改进.通过Tsai算法引入了非线性相机模型,对原有图像进行畸变校正,然后用基于基本矩阵的注册算法采用校正后的特征点进行计算.从实验所获得的结果来看,这种方法可以获得较原注册算法更好的精度.     

虚拟现实技术在数控维修软件开发与教学中的应用

基于虚拟现实技术开发了数控维修软件系统,建立了数控机床模型和机床故障数据库。通过数据库之间的交互关系对数控机床故障诊断与排除方法进行了探究,并将开发的软件系统应用于实际的教学中。学习者可以根据系统提供的任务与故障来解决实际问题,提高了学生的认知能力,实现了虚拟与现实之间的优势互补。     

虚拟现实技术在网络课件设计中的应用

介绍了VRML的技术特性，分析了利用JAVA实现对VRML的交互控制的方法，给出了在现代远程教学系统中建立VRML教学课件的具体方案，并用实例证明了该方案的可行性。     

虚拟环境建模方法及应用

在系统研究虚拟现实技术的基本理论和核心技术的基础上，就虚拟现实技术中重要而不可或缺的组成部分－－虚拟环境及虚拟一半建模方法做了深入细致的研究与探讨。以室内虚拟环境建模为例，系统地论述了建立室内虚拟环境模型的总体设计目标、设计思想、设计准则及建模所采用的关键技术，采用面向对象和面向智能体的建模方法，使建模对象为可重用的、可交互的。对实际场景进行了层次结构划分，以便于场有效管理，并加速显示。该系统在一定程度上具有沉浸感、交互性和构想的特性。     

虚拟现实技术在文化遗产领域的应用

 分析了2010-2019年Web of Science与中国知网中虚拟现实技术用于文化遗产保护的相关文献，发现近年虚拟现实在物质文化遗产领域的研究主要集中在器物、书画、雕塑和建筑遗址方面；在非物质文化遗产领域的研究主要集中在口头故事与语言、传统技艺和传统习俗方面；随着技术的进步，虚拟现实三维建模的速度与准确性不断提高，且声音的加入增强了虚拟系统的沉浸感。未来虚拟现实技术在文化遗产保护领域具有很广泛的前景。