融合Unity3D的缆索起重机安全运行数字孪生模型构建方法

为降低缆索起重机(下文简称为缆机)运行的安全风险,分析缆机运行流程,提取缆机安全运行知识语义,通过物联网技术获取实时数据,利用3DS Max软件构建大坝缆机运行初始场景,实现孪生模型三维可视化,将模型导入Unity3D引擎,使用高清渲染管线对模型进行渲染,改善视觉效果,编写C#脚本对缆机运行全过程进行安全模拟仿真。研究结果表明:应用本文所构建的缆机安全运行数字孪生模型监测隐患与故障,综合准确率达到96.7%,可有效实现缆机运行过程的安全监控、参数化控制以及可视化展示。研究结果可为缆机施工过程的安全控制提供技术支持。

基于Unity3D的矿井火灾监测与防治虚拟仿真试验系统

为更好地开展矿业安全类专业试验实践教学和培训,培养安全应急一流复合型拔尖人才,设计一种基于Unity3D的矿井火灾监测与防治虚拟仿真试验教学系统。首先,采用3ds Max建立仿真模型,构建矿井火灾监测防治试验系统总体框架;其次,开展外因火灾监测与远程自动控制救灾风门应急处置、内因火灾监测与温控胞衣阻化剂防灭火应急防控等人机交互试验实训;最后,建立综合评测的试验评价体系用于考核评估。结果表明:该试验系统具备虚拟现实沉浸性、交互性、构想性的技术特点,利于打造井下三维虚拟仿真场景,逼真展示矿井火灾演变过程;在试验与实训方面,可以突破传统模式在时间、空间、安全、资源等方面的限制,提供自主学习与多元评价方式。

电力施工中的杆塔组立基于Unity3D仿真系统的实现方式

电力施工中的杆塔组立是一项较为危险的任务,工作人员需要丰富的专业技能和经验。提出了一种基于Unity3D的杆塔组立仿真系统,该系统旨在帮助电力施工人员提高技能和熟练度,并减少由于人为错误造成的意外事故。通过该系统,用户可以模拟真实的杆塔组立场景并进行实时交互,使其能够更好地理解操作步骤、风险评估和安全要求。应用VR/AR技术对Unity3D游戏引擎的物理引擎和渲染技术做了充分的调研和分析,设计和开发了杆塔组装和拆卸的交互式场景和模型,并完成了用户界面的开发。最后通过初步的用户测试和详细的性能测试,证明了该系统的可行性和有效性。

基于Unity3D的档案抓取机械臂仿真系统设计与实现

随着工业领域对无人化和自动化的需求增加,多自由度机械臂在工业领域应用越来越广泛。基于Unity3D设计了一个六轴机械臂仿真系统应用于实体档案管理领域,该系统允许用户通过软件界面对虚拟机械臂进行运动控制,并实现机械臂以及末端夹具和工作环境之间的碰撞检测,确保系统安全执行任务。系统采用UGUI实现交互界面,使用Unity矩阵、向量接口实现正逆运动学算法,并使用Articulation动力学组件实现运动控制。针对碰撞问题,采用BoxCollider组件及OBB相交检测算法。给出了基于Unity3D的仿真界面图,并通过实例验证该系统能够安全平稳地执行任务。

基于Unity3D的油田抽油机三维可视化监控系统设计

针对抽油机监测形式单一、三维可视化程度低和联动性差的缺陷,引入信息―物理实时映射思想,开发了油田抽油机三维可视化监控系统。设计了抽油机数字空间,搭建虚实交互层设计架构;搭建三维可视化系统数据组成及关系框架;结合逆运动学,构建数学模型,基于五维模型和Unity 3D平台设计抽油机三维可视化系统总体架构;以游梁式抽油机为对象进行实验验证,实现了实时动态监测、虚实混合控制、运动轨迹追踪和在线预警等服务功能。为三维可视化监控在石油机械领域的落地应用和数字孪生系统的开发提供借鉴。

基于Unity3D的光电效应虚拟仿真实验平台设计与开发

随着虚拟仿真实验教学进入2.0阶段,对虚拟仿真实验平台的开发提出了更高要求,光电效应实验具有专业性强、知识学习与科研探索相衔接的特点,对创新型人才培养具有重要意义,本文应用Unity3D软件完成光电效应虚拟仿真实验的开发,在Visual Studio开发工具集中完成C#脚本语言的撰写和驱动,借助可视化学习分析实现实验数据分布规律表征,呈现清晰直观的物理量关联关系,实现泛平台泛终端光电效应虚拟仿真实验平台开发,深入物理空间与虚拟空间融合,推动创新型人才培养由信息化向数字化转变。

基于Unity3D的草坪毯修补机器人半物理仿真系统

机电一体化纺织机械的研发普遍存在现场调试工作量大、周期长及成本高等问题,针对目前主流仿真软件存在的三维展示效果差,或实时性不足,或无法连接机械电子软件进行综合仿真等缺点,研究设计了一套半物理仿真系统。基于Unity3D虚拟现实引擎搭建了仿真平台,以仿真电路板为载体,实现了虚拟机械与控制系统间数据的实时交互;以草坪毯自动修补机器人为仿真对象,证明该半物理仿真系统具有较好的实时性及三维展示效果;通过输出修补机器人关键结构的运动时序图、空间轨迹图,验证了修补机器人机电系统的工艺仿真可行性,可替代部分现场调试工作,减少工作量、缩短研发周期、节约成本,提高设备的研发效率。

基于Unity3D的立体复合高速公路标志系统优化设计

高速公路改扩建后增加两侧立体层可以提高通行能力,但互通立交处常常会出现间距过短、流量过大、分流过多等问题,进而导致现有的交通标志无法满足驾驶人的指路需求。针对此问题,以深圳机荷高速为例,在常规标准方案基础上,设计了4种匝道指引标志提升方案,并使用Unity3D引擎开发出了相对应的立体复合高速公路互通场景,高速公路上的车辆第1次分流时驶出地面层,第2次分流可以驶入立体层,第3次分流接入其他互通高速。28名驾驶人使用外接交互设备在不同的场景中进行模拟驾驶,实验采集到了速度、加速度、车道位置等驾驶行为数据。通过计算不同指引标志设计方案中各影响区段内指标的逐点显著性,呈现出了各指标空间维度上的差异性,进一步分析表明,增加预告层级设置3 km预告标志能够帮助驾驶人及早感知前方匝道状况;设置车道指引标志可以提升车辆在匝道处的纵向和横向稳定性,便于驾驶人采取更好的换道策略;导航语音辅助能够提升驾驶人在立体复合高速公路匝道处的速度控制水平、出口换道意识和心理舒适程度。研究表明,Unity3D保真度高、交互性好、成本低,可以为复杂道路场景中驾驶行为的相关研究提供技术支持。同时,该研究也为高速公路改扩建工程交通指引标志设立提供了理论参考。

基于Unity3D的轨旁信号设备虚拟仿真培训平台设计

研发了基于Unity3D轨旁四类信号设备虚拟仿真培训平台,设计了三维展示、动画演示和互动考评三个主要功能模块。首先利用Autodesk Revit对轨旁信号设备精细化建模,在Unity3D引擎中使用C#脚本语言控制模型三维展示;然后使用开源动画组件Animator Controller制作多场景任务演示动画;最后运用碰撞检测原理和鼠标拖拽事件对三维模型进行拼接组装,对设备更换流程考评。研究表明,该培训平台课改善了传统培训效率低、二维图纸空间感差等问题,增强了沉浸感,可满足检修人员的知识培训、模拟训练等需求,为轨旁信号设备培训提供了新手段。

基于Unity3D的卷绕机半物理仿真系统研究

机电一体化产品在研发过程中普遍面临现场调试工作量大、周期长和成本高等问题,而且目前主流的仿真软件功能较为单一。因此,研究设计了一套兼具实时性和三维展示效果、能够连接机械电子软件的半物理仿真系统。其以卷绕机为仿真对象,利用Unity3D搭建虚拟仿真平台,通过电路板实现虚拟仿真平台与控制系统间数据的实时交互。通过输出卷绕过程中关键结构的运动时序和空间轨迹图,验证了卷绕机机电系统的工艺仿真可行性。研究结果表明,该系统可替代部分现场调试工作,提高研发效率。

基于Simulink与Unity3D的制导弹药弹道可视化仿真

针对制导弹药的弹道可视化仿真中,观察视角单一,场景搭建简陋,无法模拟战场环境下制导弹药在攻击中的动态过程等问题,提出一种制导弹药弹道可视化模型的搭建方法;以某型激光制导弹药为对象,基于Simulink与Unity3D软件建立了联合仿真模型,采用Matlab/Simulink软件构建六自由度弹道仿真模型,采用Unity3D搭建包括制导弹药、目标和战场环境在内的三维场景,采用UDP通信协议将Simulink中的仿真数据传输到Unity3D中,提出一种数值可视化技术,能同时观察制导弹药的飞行姿态和仿真数值结果,实现制导弹药在战场环境下的弹道可视化仿真;将制导弹药参数加载到仿真模型中,对不同状态的目标进行了模拟攻击实验,实验结果显示,该仿真模型能够多视角、全方位地显示制导弹药的飞行姿态、弹道和过载情况,对于需要修改参数以逼近实战条件下的攻击过程,每次修正都能立刻通过可视化平台查看和验证修改结果;该可视化仿真模型为制导弹药的可视化仿真提供了便利的方法,对制导弹药的设计和作战使用具有一定的参考作用。

基于SketchUp和Unity3D的校园虚拟漫游系统的实现

虚拟校园系统的构建是虚拟现实技术在教育领域中的重要体现。以防灾科技学院为研究对象,利用SketchUp和3Dmax构建校园的三维模型,通过Unity3D引擎将模型集成为场景,使用C#语言开发实现了三维校园虚拟漫游功能。结果表明,基于Unity3D构建的虚拟漫游系统,为用户提供了一个可视化人机交互浏览校园的服务平台。

基于Unity3D与Zbrush的VR虚拟场景开发难点

虚拟现实(VR)技术应用广泛,Unity3D和Zbrush是开发增强现实(VR)虚拟场景过程中常用的工具,二者联合可提高开发效率和质量。VR场景的优化需要保证帧率和流畅性,控制模型数量并考虑VR设备特性和用户需求。Unity3D和Zbrush联合开发VR虚拟场景需要克服多个难点,因此文章分析多个开发难点并提供解决方法,为开发者提供参考。

基于Kinect V2和Unity3D的机械臂人机交互系统

针对人机交互方式存在不直观、操作复杂等问题,论文利用手部追踪技术开发出一种基于Kinect V2和Unity3D的人机交互系统,用户可以直接挥动手部就可以控制机械臂运动,交互方式更加简单、直观和灵活。该系统是通过Kinect V2来获得手部移动轨迹来实现手部追踪,并在Unity3D平台上进行交互系统的开发。利用FABRIK算法和贝塞尔曲线分别实现了逆运动学求解和运动路径的记录,通过C#编写所需的脚本功能并开发出了两种交互模式,分别为实时控制模式和示教模式,两种模式均可通过UI面板进行选择。最后对两种模式分别进行实验,实验结果证明了该系统的可行性。

基于Unity3D的虚拟现实组装维护交互系统的设计与实现

Unity3D是一个新兴的平台,被广泛应用于VR领域。基于Unity3D实现的VR组装与维护交互系统中,交互模型使用三维软件3DMax创建模型和贴图,并将其导入Unity3D,以此为基础,探索并实现利用3D虚拟现实技术,实现《计算机组装与维护》这门课程中计算机的组装和维护交互功能。可以让学生更好地理解计算机原理,拓展学生的实践能力,将计算机硬件组装和维护的基础知识、技能和实践经验进行整合,形成完整的知识体系。

基于Unity3D的汽车虚拟展示系统设计与实现

汽车的实体展示主要是依托汽车展厅来实现的,但通过展厅的方式在实际展示中存在空间、时间、地域的限制及成本高昂等问题。随着虚拟现实技术的快速发展,文章使用3DMax来制作汽车模型,利用Unity3D虚拟开发平台来完成各种元素的整合、材质光效的制作、运动动画的实现以及人车交互效果的达成,从而设计一款汽车虚拟展示系统。该系统可以弥补汽车展厅存在的各种不足,使用户获得更好的感观体验。

基于Unity3D的高中信息技术虚拟仿真实验的开发与教学应用

Unity3D是一种集游戏开发、三维动画、建筑可视化等相关功能为一体的跨平台开发工具,其凭借3D渲染效果和跨平台功能,得到了广泛应用。在高中信息技术教学中,也可以应用Unity3D实现对虚拟仿真实验的开发和应用,以丰富教学形式,提升教学质量。文中基于Unity3D实现了对高中信息技术虚拟仿真实验的开发,并将其应用到教学过程中去,检验了其应用效果。

基于Unity3D的机器人仿真和遥操作系统研究

机械臂遥操作是机器人研究领域中热门的研究方向。遥操作机器人系统中,采用虚拟现实技术和人机交互技术为操作者提供反馈,可更好地掌握工作现场的信息,提高工作效率。本文基于Unity3D的虚拟仿真环境,研究机械臂遥操作;将3D建模和Unity3D引擎开发用于机械臂遥操作的虚拟环境,并通过Socket网络接口,实现虚拟机器人和MyCobot机器人实时同步;利用三维鼠标,实现人机交互功能。

基于Unity3D的垃圾分类小游戏的设计与实现

随着5G时代的到来,新兴科技的发展促进了教育领域的改革,科普产业开始积极探索融合“游戏 + 科普”的方向。本文通过设计并实现一款基于Unity3D的交互式单机垃圾分类小游戏,旨在以游戏化的方式吸引并教育用户进行垃圾分类。本研究首先分析了当前垃圾处理的现状与游戏化教育的必要性,随后详细介绍了游戏的设计理念、开发过程及实现方法。通过用户需求调研确定了游戏机制,包括垃圾分类教育、趣味性和挑战性等主要要素。研究团队对游戏进行了效果测试,结果表明,该游戏有效提高了玩家对垃圾分类的知识理解、参与度及实际分类技能。此外,本研究还探讨了游戏内“变废为宝”的创新设计,进一步增强了教育意义和玩家互动体验。本游戏的开发和测试不仅展示了游戏化教育在环境保护领域的应用潜力,也为今后相关领域的研究和开发提供了宝贵的经验和思路。

基于Unity3D游戏引擎的水果忍者游戏设计与实现

本文使用了 Unity3D 游戏引擎开发了一款水果忍者游戏,该游戏使用 c# 脚本控制游戏内的对象逻辑、对象之间交互以及游戏流程,在美术上使用了有一定艺术感的水果、炸弹模型以及贴合模型的粒子特效。该游戏设计了 3种不同的游戏模式和玩法,并且实现了有一定实现难度的水果刀划痕、连切以及精准命中等游戏功能,该游戏发布同时在安卓和 PC 平台并且能流畅运行。