基于改进人工势场的苹果采摘机器人机械手避障方法

针对非结构化环境下的采摘机器人机械手实时避障问题,提出一种改进人工势场法的避障路径规划方法。根据自行研制的5自由度苹果采摘机器人机械手具体结构和障碍物特征,进行机械手运动学分析和障碍物建模;在保留传统人工势场法易于实现、结构简单等优点的基础上,针对其存在的局部极小点、陷进区等问题,结合果树生长环境中障碍物的特点,通过引入虚拟目标点使搜索过程跳出局部最优的极小点,从而实现机械手避开障碍物到达目标的灵活避障;将该方法应用于机械手末端位置、障碍物位置和目标位置已知条件下的采摘机器人机械手实时避障任务中,仿真和实验研究结果表明此方法简单,实时性好,能够有效地避开障碍物,成功到达目标位置,适合自然生长状态下苹果的自动采摘。     

基于网络的汽车构造虚拟实验室构建研究

以虚拟现实技术为基础,分析了虚拟建模方法、模型与网络的交互关键技术及实验室体系分布与实现,构建了基于网络的汽车构造虚拟实验室,实现了汽车零部件虚拟显示、虚拟拆装及远程网上学习的功能。     

基于虚拟现实的清铃机设计与仿真

采棉机是提高棉花采摘环节机械化水平的重要的工具,其关键部件清铃机的设计对机采棉清理加工技术的改善有着重要意义.虚拟现实技术的出现为解决传统产品开发过程中存在的问题提供了有效的途径.为此,以清铃机作为研究对象,使用Pro/E进行清铃机虚拟样机设计,运用ADAMS对关键部件进行动力学仿真,并在VAPlatform平台上进行虚拟装配,最后在nVision平台中进行产品展示,成功地在虚拟环境中实现了产品开发设计全过程.该研究旨在为虚拟现实技术在农业机械上的应用提供参照.     

农业元宇宙：关键技术、应用情景、挑战与展望

元宇宙这一新兴概念受到了产、学、研各界的广泛关注。农业与元宇宙的结合将极大地推动农业信息化和智能化发展,为农业智能化转型升级提供新动能。为深入分析元宇宙在农业领域的应用研究可行性,本文首先分析了农业元宇宙的概念,以及区块链、非同质化代币、5G/6G、人工智能、物联网、三维重建、云计算、边缘计算和扩展现实等元宇宙农业应用的关键技术。接着讨论了元宇宙在虚拟农场、农业教学系统和农产品追溯系统三个农业应用领域的主要情景,最后总结了农业元宇宙面临的系统建立、通信基础、硬件设备和运营等方面的主要挑战,并展望了未来的发展方向。本文可为元宇宙在农业的应用研究提供指导。     

基于虚拟样机技术的扭杆悬架汽车平顺性仿真

运用面向整车系统的数字化虚拟样机技术和大型机械系统动力学仿真软件ADAMS建立了包括前后悬架、轮胎、转向系统及整车的多体动力学模型。用Visual Basic编制了路面生成文件，生成不同等级的随机路面。对整车进行了随机输入平顺性仿真分析，把仿真数据输入编制的平顺性仿真程序中，发现结果满足国家规定的汽车平顺性评价标准。     

虚拟样机技术及其在农业机械设计中的应用

虚拟样机技术已成为提高现代产品设计性能的重要手段。本文指出了传统农业机械设计的不足之处，接着介绍了虚拟样机技术及虚拟样机开发过程，并结合联合收割机清选装置中振动筛的虚拟样机设计实例来说明虚拟样机技术对农业机械设计带来的作用。     

虚拟仿真实验教学系统联合问卷星在“食品毒理学”动物实验教学中的应用

"食品毒理学"动物实验通常需要使用较多实验动物给予毒物处理以满足课堂教学的需要,当前,飞速发展的信息时代下,各种新型教学技术手段极大地变革了高校实验课的教学形态。虚拟仿真实验教学系统和问卷星这2种新型教学手段相结合的方式,能够更加高效地辅助"食品毒理学"完成实验教学,提高教学效率,最大程度减少实验动物使用量,从而加深学生对于毒理学动物实验所倡导的3R (替代Reduction,减少Replacement,优化Refinement)原则的认识。     

基于平面变形的植物花瓣可视化造型

提出了一种简单易行的植物花瓣造型方法.其初始模型是一个矩形平面,通过多种变形函数改变平面的边界,利用法向量的多个干扰函数确定植物花瓣的几何形状.采用基本函数的组合建立花瓣的颜色模拟模型.此方法建模速度快,特别适用于创建花朵的生长模型.通过3种花朵的模拟结果,表明其仿真效果较好.     

农村社区动态交互式三维虚拟漫游系统的实现

为了提高农村社区规划建设的可视化宣传效果,为用户提供直观的操作工具辅助实现农村社区规划建设信息的管理,提出了一种基于虚拟建模现实语言(VRML)的农村社区动态交互三维虚拟漫游系统的实现方法.在本方法中,农村社区三维虚拟场景是通过社区布局VRML建模、社区纹理数据和层次化数字高程模型(DEM)数据的VRML表达两个过程建立;通过将社区中建筑物、树木等对象实体设置为具有三维坐标和属性集的锚点,并利用Java与虚拟现实建模语言对锚点的操作实现空间定位、距离分析、三维虚拟场景属性和空间位置查询等实时动态交互过程.该方法已经在北京房山八十亩地村网络虚拟漫游系统的实现中得到应用,应用效果表明系统仅需在带宽100 kB网络条件下即可快速响应用户的各种操作请求,适合在大都市周边农村地区大规模推广应用.     

南疆棉花消费水足迹及其对生态环境影响研究

基于虚拟水和水足迹的理论与方法、棉花生产水资源消费的特征,提出了棉花消费水足迹的概念及模型,并对南疆地区2005年的棉花消费水足迹进行计算和分析.结果表明:南疆地区的棉花消费水足迹为353.95×106m3,虚拟水外调量为3 185.54×106m3,其中蓝水调出量为2 290.53×104m3,分别是本地消费水足迹的9倍和6.5倍.大量的地表水和地下水外流,给水资源本来就不富裕的南疆地区带来巨大的压力,严重阻碍着该地区的可持续发展.最后探讨了棉花生产带来的生态环境问题,并提出了水资源持续利用和环境保护对策.