基于JACK的虚拟人维修动作生成设计

针对动作仿真软件JACK已不能满足虚拟维修训练和仿真需要的问题,设计基于JACK软件的虚拟维修动作生成系统。在分析某型防空火箭武器系统维修性的基础上,构建虚拟人维修动作生成系统的基本框架,根据我国国情对JACK软件人体模型的相关参数进行调整,在构建了虚拟人树形分层模型后,对IK算法进行改进,使生成的动作连贯、自然、流畅,并将生成的维修动作转化为JackScript脚本,在JACK仿真软件中进行虚拟人的维修动作仿真。当前这种维修动作生成设计已应用于某型防空火箭武器系统虚拟维修仿真中。

虚拟人维修动作混合驱动技术研究

针对现有虚拟维修系统中维修指令人机工效评估效率低下、准确度不高,不能满足复杂装备维修性并行设计的需求,研究了基于全局可接近性锥GAC的维修工具最优匹配方法、基于遗传算法的虚拟人运动精度优化控制技术、基于功能约束的精细维修动作建模技术和基于实时捕捉数据与模型混合驱动的虚拟人运动控制机制。开发了虚拟人维修系统,验证了方法的有效性。

面向多层次赋时Petri网的维修动作要素时间度量方法研究

针对装备研制阶段维修时间度量缺乏有效方法的问题,探讨了一种基于虚拟维修模型的维修动作要素(简称动素)时间度量方法,为后续深入开展基于多层次赋时Petri网(HTPN)的维修时间度量奠定基础。首先,在虚拟维修仿真的基础上,按照维修事件分层设计的方法,提出了"维修事件-维修活动-维修动素"的维修过程层次化分解结构。针对底层维修动素时间度量问题,提出了基于改进模特法的维修动素时间度量方法。然后,将维修动素流程数据映射至Petri网,构建了基于HTPN的维修过程模型。最后,通过实例对上述方法进行了应用分析。

基于动作对象的虚拟维修动作仿真方法研究

针对现有开发软件无法方便、高效地进行虚拟维修动作仿真的问题,提出了一种包含维修、维修事件、维修作业、基本维修作业、基于对象的维修动作的分解层次结构,该结构中基于对象的维修动作能承载虚拟现实设计软件提供的基本动作模型,有效地提高了仿真效率。给出了基于对象的维修动作的分类及定义,以3种典型基本维修动作为例,讨论了基于对象的维修动作设计与实现的思路和方法。以Vitrools和3DS Max软件为平台,采用可视化仿真脚本实现了虚拟维修动作的仿真,并以更换某型传真机扫描摩擦轮为例进行了验证,效果良好。

虚拟维修仿真中手势识别的研究与应用

虚拟维修训练仿真要求良好的逼真性和沉浸感,对训练操作者的动作意图能高效地转化。将手势识别技术应用于虚拟维修仿真作为的获取可以有效满足这种要求。通过装备维修动作的建模研究分析定义了能够体现动作意图的必需手势;之后采用模糊神经网络技术实现对手势的识别并建立基于手势识别的虚拟手交互控制机制。还重点对神经网络的构建以及学习算法进行了介绍,并在现有适用度计算方法的基础上结合网络实际提出了适用度的平均求解法。最后将基于手势识别的虚拟手交互控制方法应用于具体维修训练仿真中并证明了方法的可行性和高效性。