舰载飞机着舰可视化仿真系统设计与开发

着舰是舰载机/航空母舰系统中极其重要的内容.为此,基于仿真技术和虚拟现实技术,提出一种舰载飞机着舰可视化仿真系统的设计方案.首先,采用C/S结构设计了舰裁机着舰可视化仿真系统,并对各个模块功能进行了详细的阐述.然后利用细节层次、纹理映射以及实例化技术对Creato创建的舰载机和航母的三维模型进行了优化.最后开发了基于MFC的Vega Prime视景驱动程序并介绍了碰撞检测A-法.完成后的着舰仿真系统可为自动着舰系统的设计、验证评估提供直观可视化的软件界面.     

基于智能虚拟环境的地铁站台仿真系统

实现了一个用于列车驾驶培训的地铁站台仿真系统.系统由一个可被感知的站台虚拟环境和虚拟乘客系统组成.站台环境由静态场景、动态场景两部分组成,可在用户控制下发生变化.虚拟乘客通过感知站台环境的变化做出行为判断与动作.乘客仿真模型采用分层结构,分别实现环境感知、决策、行为选择、动作实现与实时绘制.目前,该系统已用于地铁列车仿真器,成为培训司机站台操作的工具.     

虚拟数控铣削表面粗糙度预测技术研究

分析了影响数控铣削加工表面粗糙度的主要因素,利用多元回归分析建立了基于球头铣刀的表面粗糙度关于其影响因素的数学模型.经显著性检验,该模型预测精度高,泛化能力强.该模型为虚拟数控铣削表面粗糙度预测的建模提供了理论依据.开发了基于DELPHI的可视化交互式的仿真系统,实现了虚拟数控铣床的表面粗糙度的在线预测.有助于理解表面粗糙度随铣削参数改变的规律,也为铣削参数优化提供理论依据.     

基于MCMC方法的虚拟试验贝叶斯校准研究

虚拟试验利用计算模型研究复杂物理过程,并预测其性能.计算模型输入参数中通常包含部分固定但未知参数,可利用计算模型结果和少量有限的试验数据校准未知参数,并研究存在建模不确定性时虚拟试验的预测问题.提出了一种贝叶斯统计方法,采用高斯过程为仿真计算模型以及模型不确定性建模,利用Markov chain蒙特卡罗抽样方法计算校准参数和仿真模型预测后验分布.设计测试算例演示所提出方法的高效性.     

登陆舰装载输送过程视景仿真系统的研究

基于仿真的船舶设计方法可以离线模拟船舶作业流程,对改进船舶设计方案具有重要的指导意义.然而作业流程的复杂性和实体的多样性增加了仿真模拟的难度.在分析和描述登陆舰装载输送过程的基础上,设计了由物理仿真层、动作指令层和剧本描述层组成的面向复杂仿真过程的系统结构框架:解决了实体物理行为的关键算法、仿真实体类的设计和特效的模块化设计等系统关键技术,利用Creator,Vega和VC 开发工具实现了某型登陆舰装载输送过程视景仿真系统,取得了较好的模拟效果,为设计人员评价舰船设计方案和研究输转方法提供了决策手段和分析工具.     

发动机虚拟装配教学实验系统关键技术研究

虚拟装配技术是虚拟现实技术在设计与制造领域的重要应用。在对虚拟装配的研究现状分析和总结的基础上,对发动机虚拟装配的关键技术和虚拟装配系统的实现方法进行了分析和研究,包括基于数据手套的虚拟手操作、实时碰撞检测、装配路径和装配顺序规划等问题。并首次提出了将虚拟装配与发动机教学实验相结合的虚拟发动机装配教学实验系统的构想。最后还展示了利用发动机三维可视化虚拟装配教学实验系统完成虚拟装配操作的实例,并分析了该虚拟装配教学实验系统与传统装配相比较的优势和特点。     

基于数据手套的逼真虚拟手的实现

在基于头盔、数据手套的虚拟现实系统中虚拟手的实现效果十分重要,传统的虚拟手模型将手掌和各手指分割为多个刚体,当虚拟手运动时在刚体连接处产生重叠或裂缝,严重影响了沉浸感。在此根据虚拟手的运动特点对其进行整体建模,并快捷地对数据手套采集的原始关节数据进行校正,在可编程图形硬件上利用顶点混合算法将校正后的数据作用于虚拟手模型来产生皮肤变形,在满足实时性的同时提供了逼真的视觉效果。最后还通过搭建实验系统验证了所述方法的可行性。     

一种基于虚拟维修仿真的交互式电子技术手册生成方法

基于并行工程思想,提出了一种基于虚拟维修仿真分析过程的结果数据制作装备交互式电子技术手册(IETM)的方法。主要研究工作为:构建了一种基于主题的IETM内容数据模型(CDM),给出了典型装备IETM的组成结构;分析了典型虚拟维修仿真分析过程中的结果数据;提出了虚拟维修仿真系统和IETM创作系统的并行集成框架,设计了集成接口和相关模型,在产品生命管理平台下实现了二者的集成;在基于Jack软件环境的虚拟维修仿真系统中,以某型榴弹炮为例,进行虚拟维修样机建模、维修任务生成、虚拟维修仿真,最后通过以上结果数据生成了该榴弹炮的4级IETM系统。     

协同数字化预装配系统中多Agent行为交互建模技术

针对网络协同预装配的特点,提出基于多Agent的协同数字化预装配系统体系结构,利用面向对象Petri网对组成系统的各智能Agent进行了行为建模,分析各Agent之间的通信关系。对所组建的系统Petri网进行死锁和冲突分析,在此基础上设计了Agent结构并开发了网络协同数字化预装配原型系统。     

虚拟手术中基于最少单元分裂的切割仿真技术

详细论述了虚拟手术中切割仿真技术的实现.虚拟软组织模型由四面体网格构成,四面体分裂算法使用了最少单元分裂法.为了提高算法效率,设计了由顶点、边、面和四面体4种基本单元构成,并且具有相关指针的软组织模型数据结构.详细阐述了最少单元分裂法中每种分裂类型的具体实现,以及解决内部分裂不一致问题的方法.碰撞检测使用了基于空间一致性原则的邻域搜索法.最后给出了使用肝脏模型进行切割仿真的结果.