基于多Agent的虚拟装配环境中情境感知的机制

基于多Agent理论,描述了虚拟装配环境的体系结构及其中的消息响应模式;分析了虚拟装配环境中情境感知的机制,提出了一个感知算法.经验证,该虚拟装配环境能合理地分担用户的感知负荷;提高用户在虚拟装配环境中进行装配操作的效率;改善人机交互水平.     

基于面片模型的人机交互装配关键技术研究

针对现有的虚拟装配系统大部分是基于实体模型,其计算量大、渲染慢、装配速度慢并且难以处理来自不同CAD系统模型的问题,提出了基于面片模型的人机交互快速装配方法.利用面片所包含的几何信息通过边界表示法重构零部件装配所需的几何信息和空间位姿信息,给出了基于面片模型的装配约束定义.通过人机交互技术将复杂的约束组分解为多个单约束进行求解,实现了约束的快速、准确的求解;按照旋转矩阵和平移矩阵对零部件的空间位姿进行变化,实现装配;最后基于HOOPS三维图形数据平台开发了虚拟装配系统.实践证明,该方法可以有效地减少计算量、提高装配速度、实现协同装配.     

基于装配语义的航天产品虚拟装配过程仿真方法

针对虚拟装配仿真过程中大量人机交互操作带来的效率低的问题,提出一种基于装配语义的虚拟装配过程仿真方法.通过分析航天复杂产品装配工艺,提取出4类典型装配操作并进行装配特征的参数化表达;通过匹配装配语义的装配特征基本信息和几何图元信息,实现了从语义层到特征层、几何层的装配语义层次化解析;从装配特征中解算出装配对象间的约束关系后,根据装配约束关系给定的运动方向和顺序,生成相应的位姿变化矩阵,驱动执行对象完成装配过程仿真.基于Delmia设计并开发了原型系统,以某卫星导航仪的装配过程仿真为例,对上述方法进行了验证.      

模具机械手工位动作的运动学仿真

以模具机械手为研究对象,在商用CAD软件环境下设计了模具机械手的机械结构和各部件的三维实体模型,并利用虚拟装配技术完成模具机械手的虚拟装配,得到了机械手的虚拟装配模型.以此为基础进行了模具机械手的运动学仿真分析,以对各零部件和整机的虚拟装配模型实施静态干涉检验,验证了模具机械手结构设计的合理性,从而为自动化模其制造生产线设计和实施提供可靠的数据资源.     

智能装配工艺规划中的层次化装配语义模型

通过对传统CAD系统装配设计方法进行系统分析,提出一种基于虚拟装配的多层次装配语义模型,并在此基础上重点分析了装配语义信息的分析提取过程,其中包括空间位置关系、配合特征、装配特征、装配工程关系的提取.并根据此模型基于Prot g本体工具进行建模,导入三维虚拟装配工艺规划(3D Virtual Assembly Process Planning,3DVAPP)系统中进行验证,实现了装配工艺规划中的智能零件识别等应用,为智能虚拟装配提供了理论与实践基础.     

虚拟装配技术在机械工程中的具体应用

本文在介绍机械系统虚拟装配的技术基础上,采用虚拟装配的技术对减速器装配过程进行仿真。通过在AutoCAD2004平台上建造其三维实体模型,利用其二次开发技术VB.NET设计减速器的动态装配,实现了人机交互的实验操作过程,错误操作有提示,达到了减速器装配实验教学的目的。该文为院校减速器装配试验存在的实训设备不足、型号落后提供有效的解决方法,并为改进和优化减速器装配提供了有效的试验方法。     

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．     

大型壳体类零件虚拟装配系统的开发

分析了航空航天领域大型壳体类零件的结构特点和装配要求,提出将零件看作自由曲面、通过虚拟装配仿真指导实际装配的方法,并进行了虚拟装配中的模型重构和装配仿真等.开发了基于CATIA软件的大型壳体类零件虚拟装配系统,并通过工程实例对系统的可行性进行了验证.结果表明:该系统能够根据零件检测数据重构零件模型,对零件重构模型进行装配过程仿真,并对装配体进行间隙分析,将分析结果以色图的形式进行显示及以数字的形式进行输出,为实际装配提供数据指导.     

虚拟环境下人工拆卸的实现

从产品装配性分析的角度出发 ,提出了在虚拟环境下进行人工装配 (拆卸 )的方法 .借助数据手套、头盔装置等输入输出设备 ,在虚拟环境下操作者可以对装配体中的零件进行抓取、移动 ,并记录装配体拆卸顺序与各零件的拆卸路径 ,从而为产品的装配分析提供依据 .讨论了实现虚拟人工拆卸的若干关键技术 ,并用示例说明了该方法的有效性 .     

XML技术在产品模型数据转换中的应用

基于XML的数据描述功能,提出了采用信息分解的方法,分别将在产品建模系统中产品层次信息模型的装配和几何拓扑信息与三角面片信息以XML中性文档和三角面片模型文件的形式,通过数据转换接口传递到虚拟装配系统中,并在虚拟装配系统中通过映射关系进行模型重构,较好地解决了CAD系统和虚拟装配系统之间的信息共享问题,并通过实例验证了研究成果的可行性.     

基于X3D的虚拟校园交互技术研究与实现

为了更好实现网络虚拟校园系统建设中人机交互功能控制,减少网络带宽以及客户端异构性的限制,虚拟校园系统中的3D图形文件应尽可能小并具有跨平台的特性,首先介绍了X3D这一新的互联网三维图形规范,通过分析和比较X3D中进行人机交互功能实现的3种技术(传感器节点技术、Script节点技术、EAI技术)的原理和方法,根据虚拟校园系统建设的需求,给出了X3D中进行人机交互的应用实例。     

基于JDBC的虚拟装配平台的实现

提出了在JDBC数据库基础上构建B/S模式的虚拟装配平台。分析了VRML模型的数据特征并给出了模型的数据存储格式,讨论了在web环境下可视化编程技术的实现。在客户端利用JAVA 3D类库,实现了模型的运动和干涉碰撞检测,并给出了一个应用实例。     

基于VRML-Java的虚拟现实技术在可视化装配中的应用

为实现建立在开放技术标准之上的可视化装配系统，本文对基于VRML－Java的虚拟现实技术在工程设计领域的应用进行了研究，提出了一种新型的Web环境下3D交互仿真结构，3D模型下载到客户端显示，复杂的运算和仿在服务器上进行，从而实现服务器端装配模型和客户端显示模型的分离，在此基础之上可以完成VRML场景的动态生成，装配控制、碰撞检测以及装配过程的动画回放等功能，该结构不仅可用于网络环境下的可视化装配，也适合于其他领域基于Web的科学可视化。     

基于Unity 3D的沥青混合料车辙虚拟仿真系统

为解决沥青混合料车辙试验传统教学过程中学生实践操作不足的问题,基于Unity3D 虚拟现实平台,引入VＲ( Virtual Ｒeality) 虚拟现实技术,研发了一种沥青混合料车辙虚拟仿真系统。该系统按照真实的实验环境和实验流程进行虚拟仿真和交互设计,包括实验指导书、器材认知、虚拟仿真实验和实验报告4 个模块,含有自动演示和人机交互两种运行模式供学生自由选择。实验仿真结果表明,实现了沥青混合料车辙试验的3D 立体虚拟仿真体验学习,且运行效果良好。该系统在一定程度上解决了沥青混合料车辙实验中本科教学的难点,有助于提高实验教学的效率,对培养学生动手能力和操作能力具有重要意义。     

增强现实技术的虚拟景区信息系统

针对传统旅游模式智能化问题,设计并实现基于增强现实技术的虚拟实境空间系统,利用增强现实技术,将二维设计操作移植到三维环境中形成三维交互建模,实现三维虚拟环境定位实体场景和人机交互体验.结果表明:该系统为用户创造了新的旅游体验方式与平台,也验证了基于增强现实技术的虚拟景区信息系统的可行性,改进了增强现实技术中存在的技术瓶颈.     

基于混合循环算法的复杂装配体装配序列智能规划

针对单一算法无法实现复杂装配体装配序列智能规划以及缺乏深度人机交互而导致的改进效果不佳等问题,提出一种混合循环算法.该算法以遗传算法为主体,利用干涉矩阵和接触矩阵调整随机生成的装配序列,以装配方向及工具的统一性构建适应度函数;其次结合模拟退火算法,在迭代前加入退火操作,利用Metropolis准则接受交叉和变异后的个体序列;引入粒子群算法的跟踪极值思想,直接选择个体最优和群体最优序列与后代交叉;最后结合虚拟现实技术建立装配模拟平台,从装配稳定性及工具操作空间两个维度进一步优化序列.基于该方法以汽车后桥总成装配序列规划为例进行验证,表明所得装配序列符合实际生产,该方法切实有效.     

虚拟人技术在人机交互中的应用研究

基于虚拟人的人机交互是人与虚拟现实环境中的虚拟人进行交互的技术。虚拟人是一种具有自主智能的看上去像人,并且具有人的部分特征的智能体。首先论述了虚拟人模型的构建技术、虚拟人的行为控制方法和虚拟人表情的构建和控制方法,然后论述了虚拟人在智能人机交互中的应用,最后探讨了虚拟人心智系统模型及虚拟人技术发展前景。     

液压集成块装配过程仿真系统关键技术研究

为检验和比较液压集成块的设计结果,设计了液压集成块装配过程仿真系统.该系统在三维装配环境下,采用基于特征体素的参数化造型方法完成装配单元的实体模型表达;深入研究了装配路径的规划算法,根据液压集成块的特点,提出应用优化的启发式搜索算法A*进行装配路径规划;采用基于空间约束关系的坐标驱动技术实现液压集成块装配过程仿真;通过实例展示装配过程,验证了装配过程仿真系统的实用性和有效性.