虚实坐标智能匹配与自适应三维轨迹规划

针对数字孪生增材修复任务中,物件仿真与真实坐标对应困难、三维轨迹误差较大的问题,提出虚实坐标智能匹配与自适应三维轨迹规划方法。采用图像分割方法获取实际场景下物件的分割图像,通过最小外接矩形预估物件真实坐标,仿真端据此执行旋转与平移操作,调整仿真物件的模型位置,实现坐标智能匹配;为最小化虚实坐标误差,设计基于Attention的多尺度残差UNet图像分割模型,利用多尺度残差模块获取物件多尺度特征,通过Attention策略增强网络对位置信息的描述。三维轨迹规划部分,设计融合特征高度的自适应分层算法,减少分层高度偏移,缩减阶梯误差;根据分层结果进行轮廓提取、填充,生成三维轨迹。结果表明,坐标匹配误差小于1mm,三维修复轨迹规划质量较高。

人体骨组织修复器械虚拟仿真实验的设计与应用

在用于人体骨组织修复的植入无源医疗器械实践教学中,存在骨组织缺损修复模型少,器械耗材昂贵,人体实验条件苛刻等缺点。根据“人体解剖生理学”和“医疗器械及设计”等课程的教学和实验要求,基于人工髋关节生物力学科研成果,运用Solidworks软件三维建模和虚拟仿真技术,设计开发了“人体骨组织修复及人工全髋关节虚拟仿真实验”教学资源。该虚拟仿真实验能充分满足学生对以人工全髋关节为代表的多种骨修复器械从结构、位置匹配关系到植入人体后生物力学性能模拟的实验需求。有效提高了学生解决复杂工程问题的能力。

沉浸式虚拟现实技术结合早期康复训练对肩袖损伤术后患者的临床疗效评价

目的:观察沉浸式虚拟现实技术(VR)结合早期康复训练对肩袖损伤术后患者早中期康复治疗的效果。方法:选取2023年4月至2023年11月期间在温州医科大学附属第二医院进行首次肩袖修补术且符合纳入标准的45例患者为研究对象,用随机数字表法分为实验组22例和对照组23例。术后0~2周,两组均行常规被动康复训练;术后2~6周,对照组采用早期康复训练,实验组在早期康复的基础上,予以沉浸式虚拟现实系统进行上肢运动功能训练。分别在治疗前、治疗4周后评估两组疼痛视觉模拟量表(VAS)评分、美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)肩关节评分、肩关节主被动前屈和贴臂外旋活动度、患侧冈上肌横截面积(CSA)。结果:研究过程中部分病例脱落予以剔除(实验组1例,对照组2例),两组各完成21例,纳入最终疗效分析。治疗后,两组患者VAS评分降低,UCLA评分增高,主被动前屈活动度和患侧冈上肌CSA均较治疗前增加,实验组主被动贴臂外旋角度较治疗前增加,且实验组各项指标均较对照组明显改善,差异有统计学意义(P<0.05)。对照组主被动贴臂外旋角度较治疗前无显著增加(P>0.05),两组患者冈上肌CSA与UCLA肩关节评分呈显著正相关(P<0.05)。结论:沉浸式VR结合早期康复治疗能有效减轻患者的疼痛,提高肩关节活动度,改善患者功能活动,并促进冈上肌肌腱的修复。

基于虚拟样机技术的海洋修井动力猫道结构优化

为解决海洋修井动力猫道设备整体工作效率低、自重过大等问题,结合虚拟样机技术,进行海洋修井动力猫道机械结构运动学动力学仿真分析,在仿真基础上利用遗传优化算法,选取各不同组件可进行优化的结构尺寸作为优化变量,分别以最大处理载荷和最快处理速度为目标对海洋修井动力猫道实现结构优化。结果表明:在以最大处理载荷为目标的结构优化中,安全因数均大于1.5的情况下各组件减重12.5%~33.0%;在以最快处理速度为目标的结构优化中,安全因数均大于1.5的情况下各组件减重16.4%~38.0%。虚拟样机技术分析方法可为海洋平台其他设备结构轻量化设计提供参考。

虚拟多视点舰船图像背景局部缺失修复方法

针对虚拟多视点舰船图像生成时,图像背景容易出现局部缺失的问题,研究虚拟多视点舰船图像背景局部缺失修复方法。依据舰船的多视点图像及相应视差图,利用反向映射方法生成舰船虚拟视点图像,将消除伪影后的舰船虚拟视点图像,合成为虚拟多视点舰船图像。利用图切割方法,构建虚拟多视点舰船图像前景与背景标号对应的吉布斯能量方程,确定各像素点的标号,自动分割虚拟多视点舰船图像。利用快速行进算法,依据由外至内的次序,依次修复图像背景中的局部缺失点,实现虚拟多视点舰船图像背景的局部缺失修复。实验结果表明,该方法可有效修复虚拟多视点舰船图像背景中的局部缺失,修复后图像像素点的峰值信噪比高于25 dB。

现场环境下光伏组件PID衰减及修复研究

光伏电站系统层面的抗组件电势诱导衰减(Potential induced degradation,PID)实际应用方案主要为PID抑制和PID修复,现有的相关研究均为验证其中一种方案的有效性,但对于在电站设计之初如何选择两种方案,两种方案实际抗PID效果对比如何,却未见相关的研究和结论。在现场环境试验平台和实验室条件下,对多种型号、规格的光伏组件进行PID人工加速衰减及修复试验,依据试验结果将组件分类,再对比现场环境、相同工况下两种方案对这些组件的PID修复效果,分析得到现场环境下不同拓扑结构的光伏系统抗组件PID现象的最优解决方案,对光伏电站的建设和运维有一定的指导意义。

人工智能技术在配电网故障抢修中的应用

文章分析了人工智能技术在配电网故障抢修中的实践应用,包括配电网故障抢修“虚拟指挥员”产生背景,探讨了配电网故障抢修“虚拟指挥员”的功能,包括基于物联感知技术的智能研判、基于文本转语音技术的智能督导、基于流程自动化技术的智能指挥、基于数据挖掘技术的智能评价。通过配电网故障抢修“虚拟指挥员”的应用,能够提升配电网故障抢修管理水平,强化配电网故障抢修工作效率。

面向虚拟现实的着装人体个性化头面部纹理生成技术

为提升用户在虚拟现实中的体验感,让相同着装人体可以拥有定制的用户面容,提出通过输入单张用户正面人脸图像,利用DECA神经网络生成三维头部模型和初始纹理。在此基础上,对初始纹理进行光照校正,并通过掩膜提取面部主要区域和边缘肤色,然后对头颈部纹理进行肤色转换和面部纹理2次修复,得到一个完整的头面部纹理,接着将其作为风格图像,将着装人体的原始身体纹理作为内容图像,通过PAMA神经网络进行风格迁移,得到肤色转换后的身体纹理。将经过处理的头面部纹理与身体纹理重新映射在三维模型上,得到具有用户特征的定制化着装人体。实验结果表明,采用该方法修复的头面部纹理能最大限度保留用户面部信息,生成时间仅需1.4 s左右,肤色转换后的面部与身体纹理过渡自然,映射得到的用户着装人体真实度高,可用于各种虚拟现实的应用场景。

基于VR技术的技工学校汽修专业实训教学平台设计

为提高汽修专业实训教学平台的有效吞吐量,提出基于虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术的技工学校汽修专业实训教学平台。测试结果表明,该平台的有效吞吐量始终维持在较高水平,且并未明显受到应用环境网络路径丢包率变化的影响。

轴对称破碎文物的虚拟复原方法

根据旋转面的轴线与其表面顶点法矢相交的几何准则,提出一种估计轴对称破碎文物轴线的几何方法,进而获得文物碎片的母线信息,生成具有内外表面的文物复原模型.最后,采集破碎文物的纹理并对其进行必要修复后对复原模型进行渲染,得到三维虚拟文物,展示在考古数字博物馆中.

基于Unity3D 动车虚拟检修车间漫游系统开发

动车检修车间是高速铁路列车维护检修的重要场所,研究中以某动车检修车间为开发对象,鉴于等比例的三维检修车间模型构造复杂,开展了研究对象的简化建模,将其导入到Unity3D中进行系统开发;运用碰撞检测技术,结合C#脚本语言、数据库管理技术,实现了信息管理和读取;使用NGUI插件,对列车检修车间建筑、设备进行虚拟化及数字化设计,建立了虚拟检修车间漫游系统。该漫游系统具有真实感较强、交互性强等特点,可以使体验者快捷地了解检修车间结构和作业流程,对相关人员培训具有重要作用。

基于虚拟仿真的维修时间统计方法研究

针对目前虚拟维修性验证仿真研究中缺乏对维修时间进行仿真的不足,提出一种基于"维修动素标准时间"的虚拟人维修时间的仿真方法。分析了中外仿真方法的不足,将维修过程进行分解至维修动素层,并引入维修动素标准时间这一新的概念,开发了适用于Jack软件的维修动素时间辅助系统,实现了虚拟环境中产品维修时间的统计。仿真结果验证了该系统的可行性,为产品研制阶段同步并行维修性时间指标验证工作提供了参考。

基于回溯双向波前法虚拟修补点云孔洞

针对虚拟修补边界点凹凸不平且分布不均的点云孔洞效果欠佳的问题,提出了回溯双向波前法虚拟修补包含复杂边界的孔洞.以具有复杂边界孔洞的青铜器模型为例:首先,三角网格化青铜器点云数据并依据网格化结果提取出孔洞边界,通过比较边界点集的曲率波动幅度以去除伪孔洞边界;其次,以孔洞边界点集的回溯结果为初始点集,并结合向量叉积对初始点集进行凹凸性分类,再对凹、凸点分别采用正、反向波前法逐圈新增点集直至补全;最后,利用最小二乘法拟合曲面平滑新增点集,获得最终修补结果.实验结果表明该方法与划分子洞波前法、曲线流收缩法相比,结构相似性的平均值分别提高了81.14%和93.8%,且曲率差异性更低,修补网格的顶点密度与原始网格更相近且过渡自然,能有效修补复杂边界孔洞.

基于特征数据分块自适应切片的空洞修补

针对常用的空洞修补方法在修复具有多种曲面类型的空洞时失效和所修复的曲面不光顺等缺点,提出基于特征数据分块自适应切片的空洞修补。首先,在考虑特征信息的情况下基于聚类对散乱点云进行分块;然后利用特征进行自适应切片,获得曲线并进行拟合;最后,在线上取点填充缺失的点云,最终对完整的点云模型进行曲面重构建立实体模型。试验结果表明,采用自适应切片法修补空洞能够保留特征,所填充的点云数据精度较高,能够满足后续建模的需要。此外对该方法填充的点云进行了曲面重构及光顺,结果令人满意。

虚拟维修仿真技术在航空器维修中的应用

虚拟维修仿真技术是虚拟现实技术应用于维修领域的结果之一。在明确了虚拟维修仿真技术内涵的基础上,介绍虚拟维修仿真技术在航空器维修中的主要应用,体现在航空器设计的维修性分析核查、维修手册的快速自动生成、虚拟维修培训和维修中人的因素分析等方面。

演化电路的故障自修复设计与实现

为进一步提高电子系统在恶劣环境下的生存能力,对采用虚拟可重构电路(VRC)技术的演化电路进行电路自修复研究。根据VRC技术,建立一个可用于数字电路演化的门级电路模型,设计二进制的染色体编码。给出实现电路自主修复的工作流程,探讨进行电路故障诊断和修复的途径。在直流无刷电机控制电路中模拟宇宙单粒子烧毁逻辑门产生常见的SA错误,使电机不能正常运转。通过在线演化方法,绕过错误单元使得电机恢复转动。实验结果证明,使用演化方法可以有效解决电路中的SA故障,提高电路的可靠性。

虚拟现实技术在汽修专业信息化教学中的应用分析

虚拟现实技术是目前的科技热点之一,基于传统汽修专业教学方式存在的一些问题,本文讨论了虚拟现实技术的优点以及在汽修专业信息化教学中的应用方式。尽管该技术有着较强的直观性、创新性、交互性和自主性等优势,但在实际的教学应用中仍然存在一定的问题,要求我们将传统教学方式与虚拟现实技术相融合以实现教学效果最优化。

修复对含分层损伤复合材料层合板振动特性的影响

本文工作是通过对含不同大小分层层合板结构分析 ,讨论拉伸和剪切修复刚度对含层间分层损伤复合材料层合板振动特性的影响。基于修补分层损伤结构变形特点 ,将含损层合板的基板、上子板和下子板采用Mindlin板单元离散 ,而损伤区修复效应以虚拟连接单元模拟 ,建立相应的有限元分析模型和计算方法。通过对含损层合板的振动分析 ,讨论并验证本文提出的修复分层损伤模拟连接单元模型的可能性和正确性 ,依据拉抻和剪切修复刚度对含损层合板固有频率的分别影响与综合影响 ,得到对分层损伤复合材料层合板修补的指导性原则。

网络环境下虚拟图书馆与传统图书馆将共存互补

本文论述了虚拟图书馆和传统图书馆的定义、功能,分析了各自的优势和不足,探讨了二者间的关系,得出了二者在相当长时期内共存互补的结论,最后提出了未来图书馆事业发展的对策,即建立复合图书馆。

舰船装备应急抢修虚拟维修系统研究

舰船是海军重要战略装备,应急抢修作为舰船装备保障工作的重要组成部分,对于保证装备的战斗状态起着十分重要的作用。在对船机电系统和设备的工作原理、工作状态、结构特点和性能进行了深入、详细地研究分析的基础上,以某型舰船中的部分机电设备为对象,研制了设备所在环境虚拟现实、设备维修过程演示模块制作、设备维修过程模拟操作模块制作、维修工艺信息化处理、设备典型故障维修模块制作以及虚拟维修管理系统。该研究对舰船装备的使用训练和维修保障具有重要的军事意义。