基于球面映射和拆卸树的拆卸序列生成算法

拆卸序列生成是虚拟维修的核心之一,直接关系到虚拟维修的可行性及成本。搜索所有可行拆卸序列、避免组合爆炸并保持算法的通用性是序列生成算法的研究难点。通过引入球面映射概念,定义了局部和全局阻碍方向及可拆卸方向,克服了传统方法中基于六坐标轴方向创建干涉矩阵的局限性。提出了一种符合拆卸规则和拆卸关系表的拆卸树生成算法,求得所有可行的拆卸序列,并通过实例在虚拟维修平台上得到了实现。     

基于规程匹配的维修作业虚拟确认技术

在建立了维修作业规程信息形式化模型的基础上,利用PAR语言将维修规程进行规范化描述,进而形成作业规程源案例库.采用混合相似度方法对模拟作业内容与源案例库规程进行相似度计算,将计算结果作为维修作业虚拟确认的判断依据,实现了维修作业规程指导虚拟维修仿真的目的.最后,通过实例证明了该方法的适用性和先进性.     

某型自行火炮虚拟维修系统构建方法研究

将传统虚拟维修系统的构建方法应用于某型自行火炮系统,存在难度大、虚拟效果不够好、开发及使用成本高的问题。将当今最新的模型构建以及虚拟仿真技术与传统方法的基本思想相融合,构建了某型自行火炮虚拟维修系统的开发框架,研究了实现系统所需的关键技术——模型简化与优化技术、拆卸序列的优化生成技术、光阻挡碰撞检测技术。并在该开发框架下实现了某型自行火炮虚拟维修系统。该系统不仅包含了一般虚拟维修系统的基本功能,更具备对运行设备硬件要求低、逼真度高、开发及使用成本小等特点。     

基于过程建模的复杂装备虚拟维修训练仿真

针对复杂装备维修训练的特点，结合Petri网技术研究了维修作业过程的描述方法，建立了维修作业过程描述模型，可以清晰表达各维修作业间的逻辑关系、约束条件和维修保障资源的配置，引入时间概念也便于某些维修性分析工作的开展；基于此过程描述模型设计并开发了某型装备的虚拟维修训练系统，通过仿真实例，说明该系统可以有效地解决装备维修训练中存在的问题，具有一定的实用价值。     

桌面式虚拟维修训练系统研究

针对沉浸式虚拟维修训练开发成本高、技术难度大等缺点,设计了适用于基层维修训练的桌面式虚拟维修训练系统,重点研究了维修过程的仿真及训练评估。采用逐层分解及层内流程图的形式较好地实现了维修过程描述,设计了维修过程仿真思路,并提出基于交互行为模型的基本维修作业仿真。设计了评估总体思路,给出了评估算法及实现方法。最后在上述开发环境中实现了某传真机桌面式虚拟维修训练系统,验证了系统的可行性。     

着色Petri网的装备维修工艺建模

通过对装备维修工艺过程及其特点的分析,确定了基于Petri网建模方法的维修工艺优化过程模型。首先依据基本的维修拆卸规则和Petri网建模规则建立了工序Petri网模型,在此基础上以维修人员和通用维修机、工具为主要资源约束建立了维修工艺过程CPN模型。最后,通过装甲装备某部件维修的工艺过程仿真及数据分析确定了该建模方法的有效性和实用性。CPN较好地描述了装备维修工艺过程中的选择、冲突等事件,对指导维修工艺实践和工艺优化起到了积极的作用。     

模块化动态拆卸序列生成研究

为解决维修保障仿真过程中动态生成拆卸序列的问题,基于装备外场可更换单元,采用模块化的思想,建立了层次化模块化的装备拆卸模型,并利用约束矩阵生成各层的拆卸序列,将各层的拆卸序列进行整合,生成目标部件的拆卸序列,并利用"Microsoft Visual Studio"软件编写拆卸序列生成程序。并以一个实例从原理实现和软件实现2个方面对拆卸序列生成方法进行验证,结果均验证通过,证明了方法的可靠性和有效性,为拆卸序列生成问题提供了解决方法,也为装备维修仿真过程中的行为协同研究提供依据。     

模块化动态拆卸序列生成研究北大核心

为解决维修保障仿真过程中动态生成拆卸序列的问题,基于装备外场可更换单元,采用模块化的思想,建立了层次化模块化的装备拆卸模型,并利用约束矩阵生成各层的拆卸序列,将各层的拆卸序列进行整合,生成目标部件的拆卸序列,并利用"Microsoft Visual Studio"软件编写拆卸序列生成程序。并以一个实例从原理实现和软件实现2个方面对拆卸序列生成方法进行验证,结果均验证通过,证明了方法的可靠性和有效性,为拆卸序列生成问题提供了解决方法,也为装备维修仿真过程中的行为协同研究提供依据。     

基于认知实验的虚拟维修训练效果评估研究

为了客观、准确地评估虚拟维修训练系统的训练效果,从实验的角度出发,提出了基于认知实验的虚拟维修训练效果评估方法。首先,分析了虚拟维修训练的评估现状;其次,重点阐述了该方法的实施步骤,并通过对比维修人员基于传统训练手段和虚拟维修训练手段的考试成绩,评估训练系统的训练效果,为系统的改进、优化以及下一步的推广使用提供了重要的理论依据;最后,通过实例分析,验证了该方法的可行性和科学性.     

基于Virtools 4.0的某型船艇柴油机虚拟维修关键技术研究

针对目前船艇柴油机维修训练方式,提出一种基于Virtools 4.0的虚拟维修方法,并对虚拟维修中的虚拟维修建模技术和虚拟维修仿真技术进行研究讨论,重点分析了场景优化、碰撞检测以及交互式维修过程仿真等关键技术。根据实际维修过程,制定虚拟维修训练流程图,编写交互式维修过程实现程序,实现了对船艇柴油机的虚拟维修仿真。最后结合自身的开发经验总结出Virtools 4.0应用中应注意的几个问题。通过对基于Virtools 4.0的虚拟维修关键技术研究,为船艇柴油机虚拟维修训练系统设计开发提供了一定的理论依据。     

一种防空导弹全任务维修训练模拟器设计

针对当前部队缺乏装备维修训练手段的问题,基于"虚实结合"思想设计了一种防空导弹武器系统全任务维修训练模拟器。采用半实物仿真技术构建了基于以太网的多PC分布式体系结构;采用虚拟现实技术构建了虚拟维修训练环境;基于"虚拟维修中测量使用真实信号"理念采用"虚拟维修计算机+任意波形发生器"实现了战车测试信号产生;提出了"维修训练融入操作训练"的训练模式,实现了操作训练和维修训练的有效无缝连接。通过在教学实践中使用证明,该系统结构合理,可靠性高,扩展性好,并对其他复杂装备的维修训练模拟器研制有指导意义。     

虚拟检测维修系统的设计与实现

结合实际装备维修工作的需求,开发了一套基于虚拟现实技术的具有一定通用性的虚拟维修训练系统。系统由界面层、应用层、对象层和技术支持层组成,运用OSG渲染创建逼真的场景,基于均匀网格和OBB树的混合碰撞检测算法解决碰撞问题,通过协同网络通信实现多人协作维修/检测操作。通过对某型装备手控台的虚拟维修训练系统的构建,证明系统能够快速开发相应的虚拟训练系统。训练过程中操作与场景变化实时同步,结果表明该系统能够有效提高操作人员的维修维护能力。     

基于EON Studio 5.0的装甲车辆发动机虚拟维修关键技术研究

以某型坦克发动机为研究对象,基于虚拟现实工具软件EON Studio 5.0,对装甲车辆发动机虚拟维修训练系统涉及的关键技术——三维建模、虚拟维修场景生成、人机交互等进行了研究,为建立装甲车辆发动机虚拟维修训练系统提供技术支持。     

装备分布式虚拟维修训练仿真负载平衡研究

基于HLA的装备分布式虚拟维修训练过程极易产生仿真节点负载失衡,以往的负载平衡研究多关注资源利用率,仿真运行过程中可能会因节点负载的不均衡进行频繁的负载调度,影响仿真运行效率.针对此问题,以保证仿真节点的高效运行为首要目的,将负载平衡定义为不存在超载节点即为平衡,提出了一种动静结合的复合式负载平衡调度方法.研究了复合式负载平衡系统的体系结构,采用最小连接调度法实现了节点静态负载的粗粒度平衡,引入仿真运行比率分量参数表征负载量值,进而设计了动态负载平衡算法对仿真运行过程进行实时监控和调度.实验结果表明,改进后仿真平衡调度频率明显下降,实现了资源利用率和仿真效率的平衡兼顾,取得了良好的效果.     

虚拟训练系统复杂装备建模方法研究

分析了虚拟训练系统装备模型的基本特征，并将装备模型分为外观模型与机理模型，在此基础上，介绍了外观模型的构造方法和基于有向图的模型约束结构，根据复杂系统以及虚拟训练的特点，建立了装备对象机理模型，同时阐述了外观与机理模型的系统应用。     

武器装备虚拟维修训练系统设计

针对大型武器装备实装训练成本高,受场地天气影响大的特点,设计了一种基于unity驱动引擎的武器装备虚拟维修训练系统。场景模块采用3DMAX建模,并对虚拟对象设置复合碰撞器,完成对虚拟场景的构建;战技勤操作模块中,先对操作步骤分类,结合Petri网条件—事件模型,解决了虚拟环境下装备操作的标准流程生成问题;拆装训练模块中,采用割集法,结合单一约束解除原理,解决了虚拟拆装训练中拆装序列的生成问题;提出了基于层次分析法的横向评价模型和基于GAHP法的纵向评价模型,增强了对用户训练效果评价的全面性,并实现了纵向自适应评价;在系统中增加了半实物故障排除模块的设计,弥补了传统虚拟训练系统缺少此模块的问题。