车辆虚拟试验系统的实现

论述了基于虚拟现实技术的汽车虚拟试验系统，利用ADAMS动力学软件获取的动力学分析数据来驱动虚拟场景中的试验车辆，同时配合虚拟仪表准确动态显示车辆的运动状态参数，实现车辆的虚拟试验过程仿真。用户可操纵鼠标、键盘与虚拟场景进行交互作用。     

#br# 基于数据驱动的虚拟场景搭建及#br# 模型检索优化方法#br#

为更科学、高效地搭建虚拟场景渲染平台,解决大量虚拟场景模型的存储与检索的难度问题,运用虚拟仿真技术对使用先进的农业装备和合理规划的果园进行评估、对大量的虚拟场景模型特征信息进行提取及参数化建模,存储到数据库中,建立哈希索引列加速检索。以Unity3D为场景的开发平台,结合典型开源关系型数据库MySQL为虚拟场景模型特征信息参数存储载体,并建立哈希索引列。在数据驱动下,快速构建出符合需求的三维模型,实现了大量三维模型的快速检索调用。以果园场景为例,将天气系统仿真场景数据、多种类果树模型数据、实景扫描地形数据导入数据库中,构建果园场景数据库,快速创建虚拟果园场景仿真平台。仿真结果表明,该方法构建的数据库可以较好地支持场景平台的虚拟设计与仿真,且提升三维模型的检索效率,缩短了农业虚拟场景渲染平台的开发周期,为虚拟场景渲染平台的设计及搭建提供技术借鉴。     

基于虚拟现实的拖拉机试验场景建模技术研究

介绍了使用三维建模软件Multigen Creator创建拖拉机试验场的建模过程和方法;探讨了场景模型数据库的结构设置、地形构造、地物模型建立、纹理映射以及其他关键建模技术和难点,详细阐述了试验场典型试验路面的建立过程,建立了一个适用于虚拟现实系统的拖拉机虚拟试验测试场景。通过测试,场景模型在Multigen Vega Prime仿真过程中内存占用较小,实时运行效率高,为进行拖拉机虚拟试验检测提供了新方法和场景平台。     

基于视景仿真的联合收获机虚拟试验技术

在对轮式联合收获机作业过程中所受驱动力、行驶阻力以及作业阻力理论分析的基础上,建立轮胎模型、路面模型以及作业过程受力模型,并进行数值仿真,获得整机运动姿态曲线。基于视景仿真驱动平台,建立包括农田、道路、树木、草地等地表环境的逼真虚拟场景,并导入合理简化后的联合收获机整机视景仿真模型,利用Vega API编程接口实现整机在虚拟场景中的运动姿态交互控制,使视景仿真结果更符合实际,为研究联合收获机交互式集成虚拟试验平台打下基础。     

一种车辆平顺性虚拟试验方法

探讨了一种车辆平顺性虚拟试验的方法 :利用 Multi Gen Creator工具对二维和三维图形进行绘制编辑 ,形成虚拟试验场的三维图形数据库 ,然后由 Open GVS SDK通过调用图形数据库及对 Open GVS中通道、场景、光照、相机等资源的编程 ,建立了模拟真实环境的虚拟道路试验场。研究表明 ,用 Open GVS SDK软件建立的虚拟试验场环境逼真 ,拟实效果好。在用鼠标、键盘等外部输入工具进行场景控制时 ,响应快、实时性好。该技术与虚拟样机技术相结合 ,可以在计算机上实现车辆的性能试验     

基于OGRE的铰接式地下矿车驾驶模拟系统

针对地下矿车的工作环境,以自主研发的铰接式地下矿车为原型,分别建立了驾驶模拟系统场景模型、车辆三维模型及巷道模型。充分考虑驾驶模拟器的实时性及真实性需要,建立了地下矿车的三自由度动力学及运动学非线性离散化模型。使用开源图形引擎OGRE驱动模型及场景,将动力学及运动学模型与OGRE融合。使用光线投射方法,虚拟出激光测距传感器,为地下矿车智能控制技术研究提供了良好平台。     

农业机械虚拟试验交互控制系统

设计了农业机械虚拟试验系统,建立了田间工况模拟与虚拟交互控制试验平台.根据耕作区域的数字地图及农田作物图像信息,设计农业机械虚拟试验场,实现人和农业机械在虚拟环境内的漫游.建立四自由度模拟试验台,实现对拖拉机在田间行走时姿态的模拟仿真.从虚拟场景中提取作物行的位置信息,根据这些信息给出控制信号,进行拖拉机行驶速度、方向和平衡控制,使拖拉机沿作物行行驶.试验表明,横滚角最大偏差为0.34°,偏航角最大偏差为0.51°,高程最大偏差为2.5 mm,行走速度最大偏差为0.12 km/h.实体样机和虚拟样机有较好的一致性.     

农业装备虚拟试验系统平台的建立

针对农业装备数字化设计技术研究的需求,利用虚拟现实场景建模工具MultiGen Creator 和实时场景驱动软件Vega Prime,结合VC++编程语言,开发出一套完整的农业装备虚拟试验系统平台。阐述了系统平台的软硬件组成、功能、结构以及系统的开发流程,对建模过程中运用到的方法、步骤和所涉及到的关键技术进行了研究,此外对Vega Prime应用中的关键技术和难点进行了探讨。测试试验表明,该系统平台运行稳定,具有可靠性和有效性。     

农业装备虚拟试验系统平台的建立

针对农业装备数字化设计技术研究的需求,利用虚拟现实场景建模工具MultiGen Creator和实时场景驱动软件Vega Prime,结合VC++编程语言,开发出一套完整的农业装备虚拟试验系统平台.阐述了系统平台的软硬件组成、功能、结构以及系统的开发流程,对建模过程中运用到的方法、步骤和所涉及到的关键技术进行了研究,此外对Vega Prime应用中的关键技术和难点进行了探讨.测试试验表明,该系统平台运行稳定,具有可靠性和有效性.     

作物行识别算法的虚拟试验方法

针对作物行识别算法的传统开发过程对田间作物生长周期依赖性较强,错过适当的田间图像采集时期将直接导致算法开发周期延长等问题,提出一种基于虚拟场景的作物行识别算法测试方法,即在虚拟环境下模拟农田作物行场景和图像采集系统,运用虚拟作物行图像测试作物行的识别算法。该方法在虚拟现实环境下建立作物行场景模型;提出一种融合建模法,根据作物和杂草的几何特征建立对应的三维几何模型;根据实际田间作物的空间分布特征,建立株距、行距可调的田间作物行模型;以Vega Prime为视景仿真工具,通过配置投影模式、渲染模式、视点位姿和图像采集规格,构建图像采集系统,输出作物行场景图像。以苗期棉花作物行为建模对象,对一种经过田间试验验证的双目视觉作物行识别算法进行测试试验。对比实际棉田图像对应的试验结果,同一作物行识别算法的识别正确率、偏差角和图像处理时间均相近。结果表明,本文建立的虚拟棉田作物行与实际棉田作物行场景相近,能够用于作物行识别算法的测试。     

大葱联合收获机虚拟仿真培训系统设计与开发

在虚拟现实技术的支持下,通过SolidWorks和3ds Max软件实现了模型的构建、优化和渲染,使用虚拟现实软件Unity 3D完成了大葱联合收获机虚拟仿真培训系统功能开发。该虚拟仿真培训系统具有良好的人机交互界面,操作简单实用,可以实现第一人称三维场景漫游、装配拆卸过程的交互仿真和模拟作业操作等功能,系统同时具有一定的用户和农机管理功能。系统可以真正让受训者沉浸其中,对提升培训效果、提高对农机农艺融合的认知程度有重要推动作用,具有一定的推广使用价值。      

Web3D虚拟现实平台在收割机零部件设计中的应用

为了提高联合收割机零部件设计的可视化和交互性,将虚拟现实语言VRML、X3D及Java程序设计语言引入到了零部件设计虚拟展示系统中,创建了基于互联网的零部件展示平台。虚拟展示平台采用SolidWorks等主流的建模软件创建联合收割机的三维模型,然后将模型文件转换为VRML可以编辑的wrl或者vrml格式文件,采用X3d-Edit进行动画编辑和仿真,最后利用外部编程接口和脚本编程接口实现Java和VRML的通信,从而使Java可以访问VRML场景,并实现对场景的控制。对平台的功能进行了测试,结果表明:采用Web3D技术可以实现联合收割机缸体的拆解可视化展示,方便了设计人员之间及客户与设计人员之间的交流交互,大大提高了农机的设计效率。     

基于VRML的虚拟现实技术用于生态规划的建模与交互

由于虚拟现实技术的快速发展和应用范围的日益广泛,它的优越性也越来越突出。本次研究是利用虚拟现实技术应用于生态规划中,利用基于VRML的虚拟现实技术创建郭庄泉源生态规划虚拟现实系统,系统实现了手动漫游和自动漫游功能、场景视点跳转功能、点击开门开窗功能以及声音的嵌入功能等,达到了实时浏览的效果。以该系统为例,详细介绍了系统中复杂和四面体模型的建立、场景的组建、交互的实现、声音的嵌入以及相应的优化技术。     

基于VRML的交互式农田三维虚拟场景的设计与实现

介绍了构建交互式农田虚拟现实场景的关键技术,利用VRML技术设计了交互式农田虚拟现实的场景环境原型,详述了模型开发过程中的建模、转换、装饰和交互等关键技术.用户可以直接与农田虚拟现实场景中的农作物、地块和道路等事物交互,产生身临其境的效果,从而使用户在虚拟空间中得到与自然世界同样的感受,并为农业装备的虚拟试验提供了接口和场景空间.     

采棉机传动部分虚拟装配过程的研究

用UG软件对采棉机传动部分零件建模。模型经过3ds max处理后,通过3ds max与nVsion平台两者之间的接口,将模型导入到虚拟现实仿真平台nVsion中,根据在3ds max中确定的装配关系,对传动部分的零件在nVsion虚拟场景下进行装配过程仿真,装配过程显示更加真实、清晰,并且平台实现了人机交互,找到了一种装配过程仿真的新方法。经过多次装配过程的比较,找出了最合理的装配工艺。     

2ZB-8型水稻移栽机摆秧机构及钵苗参数化建模

利用动力学仿真分析软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS，建立了2ZB-8型水稻移栽机核心工作部件一摆秧机构的参数化虚拟模型和水稻钵苗的虚拟模型；通过仿真与物理试验的比较，对模型进行了验证。结果表明，所建虚拟模型精度较高，可用于动力学仿真研究。