简易实体模型制作

简易实体模型是用简单的几何形体表现舰船的主要结构所构成的立体模型。简易实体模型取材广泛,如卡板纸、有机玻璃料头、易拉罐、木头、泡沫塑料等均可以用来制作简易模型。制作     

三维数据场可视化的视觉模型

通过建立视觉模型,把三维数据场３种常用的可视化方法──几何方法、颜色方法、体绘制方法有机地结合起来,发挥各种方法的优势,克服其不足,为最大限度地表现三维数据场的分布奠定了基础。     

三维动画技术在军事领域中的应用

文章介绍了近年来随着计算机硬件水平的提高和三维动画软件的普及，三维动画技术在影视、广告、建筑、医疗、科研、教学等领域的广泛推广和应用。三维动画技术在军事领域，主要用于构造三维武器装备模型和三维战场环境模型，并围绕这两种类型的模型展开多方面的应用。     

索赔离散到达的风险模型

讨论了索赔到达时间和索赔额均服从几何分布的风险模型 ,利用逐段决定马尔可夫骨架过程的广义生成算子去构造有关盈余过程的鞅 ,精确求解了模型的破产概率     

基于面元法的三维机翼数值设计

利用一种数值迭代方法设计出具有给定目标压力分布形式和环量及厚度分布的三维机翼.取一初始机翼,应用考虑尾涡衰减及卷曲的面元法计算三维机翼的流体动力性能,对机翼几何形状进行小的扰动并计算由此引起的压力变化,形成雅可比行列式,求解出几何修正因子以改变机翼几何形状,多次迭代后得到具有目标压力分布形式的机翼.再由给定的环量及厚度分布修改目标压力,重新设计机翼,最后得到符合设计要求的三维机翼.重点讨论了数值设计中尾涡模型、目标压力分布形式、几何控制点对设计结果的影响,及如何加快计算收敛.算例分析表明,设计方法收敛快速、有效可行,计及尾涡衰减及卷曲能够得到更准确的设计结果,目标压力分布形式和几何控制点的选取决定了设计机翼的光顺性.     

导弹弹道及火力圈的三维显示

提出并实现了导弹飞行弹道及火力圈等的三维模拟显示方法.介绍运用外部建模工具3DMAX建立几何模型和生成贴图坐标,利用OpenGL图形接口模块完成三维的地球运动体仿真,在建立地球空间坐标的基础上实现弹道导弹飞行弹道、火力圈和防御区域等的三维立体显示.本方法突破了以往平面显示的局限性,具有直观性、实时性和交互性.     

基于二代小波的三维虚拟人脸的LOD简化模型研究

针对三维虚拟人脸数据量大的问题,结合曲面多分辨率细分模型,首次提出了具有C2连续光滑的对称性双正交三次B样条小波的快速提升构造方案。算法通过引入 s-lift和w-lift算子,根据B样条的两尺度及小波二阶消失矩关系构造了l和h滤波器。定义了一个与顶点角标无关的提升运算以得到一个平面张量积形式的B样条小波函数,从而将提升构造算法推广到二维,研究了三维人脸网格曲面的张量积小波变换LOD控制算法。对误差计算进行了定义和分析,并对三维人脸的LOD小波控制算法进行了优化。结果表明:二代小波LOD模型压缩率高,人脸曲面失真度小。     

二层粘弹阻尼复合结构的优化设计

构造二节点八自由度有限元模型对二层粘弹弱约束阻尼复合结构的动力学特性进行了数值分析,其计算结果与实验结果基本一致.利用此有限元模型研究了各层阻尼材料的几何及物理参数对复合结构阻尼性能的影响.     

三维数据场的可视化

三维数据场是普遍存在的。本文给出一个三维标量场和矢量场的可视化方法：对计算或实测产生的离散数据重构三维连续场的分布,构造数据场的整体发光模型,并根据发光模型计算视屏投影区域上各象素点的光强值,采用直接体绘制（ｄｉｒｅｃｔｖｏｌｕｍｅｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）及视觉增强处理绘制出场的可视化图象,通过特征面处理绘制出场的局部分布图象。图象层次及细节丰富,反映了场的分布信息。系统具有较强的交互功能,静态、动态显示功能及友好的用户界面。     

CAD/CAM中造型技术和发展趋势

造型技术是CAD/CAM的核心技术。本文较详细地介绍了几何造型、壳体造型及特征造型的理论与算法,分析了各种造型方法及形体表示方法的优缺点,最后探讨了造型技术的发展趋势。     

一种从二维照片反求三维CAD模型的稳健方法

研究了从物体二维照片重构其三维CAD模型的算法。通过物体在不同方位的一组照片 ,选取一定数量的配准点 ,该算法能够计算出照相机的运动参数 ,进而得到物体表面的 3D几何信息及CAD模型。算法充分考虑到了CAD建模的可制造性约束 ,具有精确、稳健的特点 ,在逆向工程建模、计算机视觉、机器人领域有应用前景。     

实时位置反馈的多机器人主从式编队控制

提出了一种基于反馈控制的多机器人的编队控制方法,能够使主从机器人在相对运动时保持期望的角度和距离,并且形成稳定的编队结构。然后运用数学图论将单一主从式编队控制扩展到多机器人的编队控制,能够更加简易的实现编队控制和几何形状的变换,最后通过仿真验证了该方法的有效性。     

双机械手对称式协调力控制稳定性分析

本文利用双机械手协调内力和外力控制系统的简化模型，分析了在双手紧夹持物体与环境接触时，１） 机械手等效电机的动态特性；２） 双手所夹持物体的刚度；３） 双手所操作物体的动态特性；４） 机械手的采样控制延时；５） 双手的非对称性等系统未建模因素对双手对称式协调外力和内力控制稳定性的影响，并给出仿真结果。此结果与实验结果基本相符。     

空间机器人抓捕任务的六自由度同步控制逼近策略

利用空间机器人抓捕目标卫星是航天器在轨服务的主要模式之一.针对空间机器人对无控旋转卫星的抓捕逼近问题,为了提高适合抓捕的时间范围,研究了六自由度(6-DOF)同步控制逼近策略.采用修正罗德里格斯参数描述姿态,给出了无控旋转卫星的运动模型;假设空间机器人采用动量轮控制姿态,通过分开处理轨道同步和姿态同步建立了6-DOF同步控制问题模型;考虑惯量参数的不确定性,利用自适应输出反馈控制原理,分别推导了轨道同步和姿态同步跟踪控制律.仿真算例表明在空间机器人惯量参数不确定和摄动作用下可以有效实现同步跟踪.     

动物机器人及其潜在军事应用价值

动物机器人由于具有出色的隐蔽性和环境适应性，可能在未来战争或局部冲突中会扮演重要角色，成为决定战场胜负的杀手锏。针对动物机器人及其潜在的军事应用价值，本文介绍了动物机器人的原理，根据动物生存环境的差异综述了陆地动物机器人、飞行动物机器人和水下动物机器人等三种类型机器人的研究现状；在此基础上，分析了动物机器人在抵近侦察、目标引导、对象识别和直接打击等方面的潜在军事应用价值，并讨论了动物机器人走向实用过程中存在的刺激靶点、刺激方式、生物相容性、操控器件、无线通讯以及能源供给等方面存在的工程问题以及未来研究方向。动物机器人优势十分明显，但对技术的要求也非常高，目前仅仅处于起步阶段，未来的路还任重道远。     

基于相对观测量的多机器人定位

研究了多机器人队列利用相对观测信息在未知环境中进行同时定位的问题。当队列中某个机器人观测到另外一个或几个机器人时,利用这些信息来同时更新整个队列的位置及协方差矩阵,也即整个队列共享所获得的观测,来得到更精确的位置估计。每个机器人都携带内部及外部传感器,内部传感器感知机器人自身的运动,外部传感器能提供机器人之间的相对观测量,如相对距离和相对方位。利用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法融合内部及外部传感器信息,对多机器人队列进行同时定位;并对不同的观测量及机器人个数进行了仿真分析,给出了不同情况下的滤波器结构,研究比较了它们的定位精度。仿真结果表明,利用机器人之间的相对观测信息,可以显著提高定位精度。     

参数化建模的螺栓法兰连接刚度分析

为分析几何参数对螺栓法兰连接刚度的影响,用MSC.Patran软件的二次开发工具PCL(Patran Command Language)建立了螺栓法兰连接的参数化模型。研究了螺栓法兰连接刚度随连接结构几何参数的变化规律并进行了灵敏度分析。经分析可知,连接结构刚度对开孔位置比例参数最敏感,其次是上法兰厚度。当上部段长度大于某一数值时,连接结构刚度对上部段长度参数不敏感,这一结论能为连接结构动力学简化建模提供一定理论参考。     

虚拟现实系统的建模方法

采用先进的建模方法 ,开发组织和管理复杂的虚拟环境 ,不仅能够提高开发效率 ,甚至关系到项目开发的成败。研究了面向对象和面向智能体两种虚拟现实 (VR)系统设计的基本方法。     

面向复杂几何模型的多级并行四面体网格生成算法

高性能计算机的快速发展为数值模拟提供了必需的硬件环境,数值模拟领域对网格的需求已高达数十亿到数百亿量级,而网格生成作为数值模拟的重要一环,其发展则相对滞后,很难满足并行数值模拟求解器对大规模网格的需求。本文面向复杂几何模型提出一种多级并行四面体网格生成算法,该算法首先基于模型的几何特征建立网格的尺寸场,并基于尺寸场和几何实体间的邻接关系对几何实体进行分组,将分组后的几何实体分配到不同的计算节点,在计算节点间采用前沿推进法实现三角形面网格的并行生成,然后在计算节点内对三角形面网格进行二级区域分解,将分解后的子网格分配到各进程中,最后在进程内采用多线程并行方法实现四面体网格的并行生成。通过实际应用三峡大坝模型进行验证,该算法具有良好的并行效率和可扩展性,可以在数千处理器核上实现十亿规模高质量四面体网格的并行生成。     

基于状态空间模型的航天器装配角偏误差研究

装配过程的误差建模是分析装配误差的重要手段之一。通过分析影响航天器装配结果的尺寸和形位误差、装夹定位误差,将其装配的偏差源分为夹具装夹误差和舱段制造误差两类。并将不同形式的误差通过虚拟夹具的概念进行了统一的表达,进而基于误差流理论针对航天器舱段建立其误差传播的状态空间模型,求出了该过程的状态空间表达式,应用该模型对装配过程中的角偏误差进行了分析。将分析得到的结果同蒙特卡洛仿真的结果进行了比较,两种方法的相对误差小于3%,说明了该方法的可行性。该方法的优势在于它不仅可以分析复杂装配过程,还可以对各工位的装配效果进行观测,从而进行向后分析。