基于虚拟仿真技术的农机展示和交互设计研究

为了提高农机产品的设计效率和水平,将虚拟仿真和交互展示技术引入到了农机产品的设计制造和展示过程中,通过农机建模、虚拟环境创建和网络发布构建了农机展示系统,有效提高了农机的展示和交流交互效果.在交互展示系统的设计上,采用3 Ds MAX软件创建了农机的三维模型,并在Unity 3 D软件中进行了解析,最后利用Web 3 ...     

基于Unity 3D的撒肥机虚拟仿真

选取2FL-Ⅰ型撒肥机为研究对象,在对其机械结构和工作原理进行理论分析基础上,使用Pro/E对撒肥机进行三维建模,使用3DS Max对模型附加材质,调整坐标轴等;将调整好的三维模型导入到Unity3D软件当中,建立虚拟场景,利用软件的物理引擎对撒肥机的机械传动过程进行虚拟仿真。该设计实现了机械零件的动态装配和三维透视观察、撒肥效果模拟,摄像机近景作业跟随和远景作业观察等功能,为农机的虚拟设计和垦区农场的农机教学、展示服务。     

基于VR的食用花卉产业可视化研究与设计

【目的】传统花卉的宣传、展示、知识培训、种植示范等主要靠图片、视频以及书本等途径实现,存在参与者现场感弱、体验效果差、培训效率低等问题亟待解决。【方法】基于此,课题组提出了基于VR技术的食用花卉产业可视化研究与设计方案。以金丝皇菊农耕培育为实例,通过3ds Max建模软件建立皇菊植株、生长环境、农具等的三维模型,然后将模型导入Unity3D交互软件中,搭建HTC vive虚拟仿真硬件平台,在虚拟环境中实现人与金丝皇菊的沉浸式交互仿真过程。【结果】体验效果仿真图像清晰、操作流畅、沉浸感强烈,让参与者完全融入了虚拟环境,获得了与现实操作相同的现场体验,有效提高了参与者的主观能动性。【结论】用三维模型代替实物的沉浸式仿真实操不仅降低了展示成本,而且契合科技发展的主流,为传统农民教育注入了新的动力,有效解决了传统农民培训过程中存在的问题。     

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。     

SolidWorks三维建模软件及3D打印技术联合应用

SolidWorks三维建模软件具有强大的三维模型构造的功能,可以构建人们需要的模型,进而联合3D打印机器,快速打印出所需的三维模型实体。     

网络驱动的协同设计三维几何模型共享技术

为解决网络驱动的协同设计三维几何模型共享技术的实现问题,提出一种基于特征流的混合式3D几何模型共享机制,提出了基于多粒度的产品几何模型数据结构描述方法和面向模型局部操作的"游历-查询"特征的历史记录来重构模型的特征建模方法。建立了网络驱动的、基于CORBA/JAVA中间插件的3D几何模型特征信息同步传输和共享平台,CORBA/JAVA平台支持多用户、分布数据管理、消息传输、网络通讯以及可扩展性,通过该平台实现了三维模型的实时传输和共享。     

用AutoCAD对抱箍的3D建模

AutoCAD在电力领域的应用已非常广泛,我们可以通过它绘制各种平面图纸,包括高、低压线路路径图,各种杆型组装图,电气设备安装图,铁构件制造图等等。实际上AutoCAD还为我们提供了非常便捷的3D绘图功能。通过绘制三维立体模型的图纸,我们能更加形象,具体的观察和准确的设计实物模型。下面我将通过建立抱箍的三维模型简要介绍AutoCAD的3D建模过程。     

基于网络的交互式发动机零部件模型虚拟展示

通过Pro/E建立三维模型,再通过3DS MAX,Cult3D等软件,进行发动机零部件的交互制作,最后将交互模型发布在网页上,有利于提高教学效果。     

基于ArcGIS的潮白河地下水库三维地质建模及动态模拟

三维地质建模是实现地质信息可视化的一种重要手段。通过收集、分析北京市潮白河冲洪积扇地质及水文地质资料,开发运用ArcGIS软件的三维可视化应用程序ArcScene,对钻孔数据进行样条插值,采用基于面的建模方法建立了潮白河地下水库三维地质结构模型。同时,在此基础上,利用ArcScene中的Animation工具条,通过控制潜水面的升降模拟地下水库补给与消耗的动态变化,建立地下水库动态模拟展示模型。模型形象地展示、模拟了研究区地下水库地质结构特征及地下水库补给与消耗的动态变化特征,为地下水库的分析与建立提供技术支持,且为以后利用ArcScene进行三维地质建模提供依据。     

基于Cult3D的牧草收割机切割组件的虚拟装配

为实现牧草收割机的网络交互展示,方便收割机用户对设备的了解和维修,通过对牧草收割机的结构分析,用Pro/E建模工具进行建模,在切割组件三维模型的基础上,基于Cult3D平台,通过对其各元件触发事件和动作等参数的设置,实现在网上交互、动态地展示切割组件的切割原理以及各元件的组装方法和步骤,实现了牧草收割机切割组件网络环境下的虚拟装配。     

3DS MAX建模及其在虚拟演播厅设计中的应用

随着虚拟现实技术的成熟发展,它已广泛地应用于生活的众多领域,虚拟现实平台软件层出不穷,其主要是更好展示所创造虚拟环境的真实性.但三维模型、动画的构建还需要借助第三方软件来实现.应用3DS MAX强大的建模技术能较为真实地将图像及动画展示出来.文章结合虚拟演播厅的构建,探讨3DS MAX在虚拟现实构建中三维模型建立的方法和技巧.     

汽车驾驶训练模拟器中的三维建模技术

介绍了获取几何对象模型的方法。根据驾驶训I练模拟器中三维几何对象的类别，对如何在Direct 3D中建立各几何对象的模型进行了分析与研究。建模过程中，运用硬编码与三维建模工具建模相结合的方法和纹理映射等多种图像处理措施，提高了视景生成效率，增强了视景立体感和真实感，尤其是贴图建模能够用2D图像模拟3D效果。开发的驾驶训练模拟器视景系统软件已成功应用于汽车驾驶训练，经测试，动画频率能达到22帧／s。     

基于3D扫描的马铃薯建模及运动仿真分析

以马铃薯块茎形状不规则为前提,提出了一种新的马铃薯建模方法—3D扫描数据采集法,基于3D扫描数据采集软件中的采集功能,实现对不规则马铃薯的三维建模。随机选择两种形状不同、质量相近的马铃薯块茎,通过3D扫描技术建立虚拟网格模型,并导入离散元分析软件,建立其虚拟模型,设置摆动筛的筛面倾角5.8°、振幅3 5 mm、振动频率5.5 Hz,基于离散元素法对摆动筛的运动进行仿真分析,分析马铃薯在筛面上的运动轨迹及受力变化,为研究马铃薯块茎在筛面上的运动规律提供理论依据和方法。     

农田喷灌车虚拟仿真设计

选取农田喷灌车为研究对象,使用Pro/E对喷灌车进行机械三维基础建模,利用3ds Max对模型进行后期处理,包括模型顶点和面的处理、添加材质、机具命名、轴心调整等。在Unity3D建立虚拟场景,对喷灌车的各个部件按照仿真需要进行父子关系的处理,并建立辅助仿真对象。通过分析喷灌车运动原理,建立相应的数学模型,并在此基础上对喷灌车的行驶与机械臂的展开与折叠进行虚拟仿真。通过对利用父子关系加旋转运动的有机结合,实现了农机复杂运动仿真的通用方法,可以推广到各种农机具的虚拟仿真展示中。     

三维地质模型动态更新方法研究——以水利水电工程为例

三维地质建模是指将地下三维空间中的各类地质数据信息,综合起来形成三维定量模型。三维地质建模的动态更新一直是研究者们关心的热点话题,针对三维建模及可视化的研究,作者团队已经基于IDL研发了三维可视化平台,并形成了基本的建模工具,包括二维数据的三维化处理、三维对象编辑、曲面拟合及曲面剪切等,并已经在水利水电工程中进行了实际应用。在上述已有三维建模工具的基础上,对三维建模方法进行归类,按照三维空间模型表达的具体对象(例如地形面、水位面、基岩面等)进行分类,设计三维建模过程相对固定流程,以脚本驱动的方法,实现三维模型修正过程的动态更新,该方法适用于工程数据随着工程进展需要不断更新的三维可视化模拟工作。该方法在水利水电工程三维建模中进行了应用,取得了预期的效果。     

基于激光点云的三维虚拟果园构建方法

针对果园管理数字化程度低、构建方法较为单一等问题,本研究提出了一种基于激光点云的三维虚拟果园构建方法。首先采用手持式三维点云采集设备（3D-BOX）结合即时定位与地图构建-激光测距与测绘（Simultaneous Localization and Mapping-Lidar Odometry and Mapping,SLAM-LOAM）算法获取果园点云数据集;然后通过统计滤波算法完成点云数据离群点与噪声点的去除,并结合布料模拟算法（Cloth Simulation Filtering,CSF）与DBSCAN（Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise）聚类算法,实现地面去除与果树聚类分割,进而使用VoxelGrid滤波器降采样;最后利用Unity3D引擎,构建虚拟果园漫游场景,将作业机械的实时GPS（Global Positioning System）数据从WGS-84坐标系转换为高斯投影平面坐标系,并通过LineRenderer显示实时轨迹,实现作业机械运动轨迹控制与作业轨迹的可视化展示。为验证虚拟果园构建方法的有效性,在海棠果园与芒果园开展果园构建方法测试。结果表明,所提出的点云数据处理方法对海棠果树与芒果树聚类分割的准确率分别达到了95.3%与98.2%;通过与实际芒果园的果树行距、株距对比,虚拟芒果园的平均行间误差约为3.5%,平均株间误差约为6.6%。并且将Unity3D构建出的虚拟果园与实际果园相比,该方法能够有效复现果园三维实际情况,得到了较好的可视化效果,为果园的数字化建模与管理提供了一种技术方案。     

基于WebGL的水利水电工程三维地理信息平台研究

针对水利水电工程三维地理信息平台停留在客户端模式,采用Web GL技术搭建水利水电工程三维地理信息平台。平台基于B/S架构,集成Cesium开源三维地图引擎,整体技术框架采用三层架构,分别为数据层、应用支持层及表现层;采用缓存下载、切片技术实现高精度设计地形与正射影像的集成加载;通过模型格式转换将BIM模型及倾斜摄影模型转换为3D Tiles格式,叠加在地形上构建真实三维场景;平台不仅实现了水利水电工程三维可视化,还具有坡度高度分析、BIM属性信息管理及距离面积量算等实用功能。     

基于双目立体视觉的植物三维重建系统

为推进农林业科技发展,将虚拟现实的三维重建技术进一步应用于农林业领域将受到更加广泛的关注.本文通过拍摄两幅不同视角的拟南芥图片来获得二维图像信息转换为三维信息,重建出三维模型,并建立人机交互系统.选择双目立体视觉系统来进行拍摄不同视角的拟南芥图片,采用相机标定参数对获取的图像进行畸变校正和极线校正,同时对图像进行图像分...     

基于3D打印技术的自行车坐垫个性化定制

3D打印技术应用于制造业具有周期短、柔性好、适应性强等优势,使其在个性化定制市场得到越来越多的应用。本文设计了一款定制自行车坐垫。通过三维扫描设备采集用户臀部形状,在Geomagic Studio软件中对数据进行处理、建模,形成3D打印坐垫模型,再利用3D打印设备打印量身定制的坐垫。     

定制系统在农业运输车头盔中的应用

通过分析农业运输车头盔的现状和特点,提出了个性化网络定制系统对于农业运输车头盔销售和购买的重要意义。同时,探讨了农业运输车头盔定制系统的结构和系统实施路线,进而研究并分析了系统实现的两项关键技术:农业运输车头盔的网络虚拟展示技术—先用三维造型软件建模,再由Cult3D技术设置交互事件,实现了网络三维产品的虚拟展示;然后利用ASP和Access构建了网络数据库,实现了产品的搜索与定制。最后,开发出了农业运输车头盔网络化定制与展示的原型系统。