基于3D GIS的5G全连接采矿数字孪生系统建设研究

随着矿山行业数智化转型的持续推进,矿山企业开始加快新型工业信息基础设施建设。基于地理信息、生产数据和网络数据融合的矿山可视化云平台,支撑面向矿石流的矿山综合管理和决策,是建设智能和绿色矿山的重要前提。本文以推进攀钢矿业露天矿山5G远程采矿技术智能化应用研究为背景,基于5G、物联网、云计算和3D GIS等信息化技术,设计并实施了5G全连接采矿数字孪生可视化管理系统,集成动态监管采矿设备、5G专网、生产运营等关键生产要素,为露天矿山实现本质安全生产、科学有效的管理和决策提供了技术支持。

基于三维运动捕捉技术构建蒙医震脑术三维虚拟仿真平台的视觉呈现

背景:基于三维运动捕捉技术可以构建精准的、客观量化的医学虚拟仿真模型,有利于临床学习者精准、深入理解和掌握各种传统疗术。目前中医虚拟仿真模型已有报道,但蒙医传统疗术的虚拟仿真模型尚未见报道。目的:构建一种基于三维运动捕捉技术的交互式三维可视化的蒙医震脑术虚拟仿真模型。方法:使用Motion Analysis三维光学运动捕捉系统和足底测力台采集蒙医专家的运动捕捉数据,在Motion Builder软件中构建震脑术三维动作模型,使用Maya软件构建角色模型并与动作模型相匹配,运动Unity3D软件构建蒙医震脑术虚拟仿真系统,系统整合蒙医震脑术操作3D动画、运动学和动力学参数信息。结果与结论:通过三维运动捕捉技术和计算机仿真重现蒙医震脑术操作,能够显示施术者和受试者的运动姿态,记录关节运动的关键空间位置参数与变化情况,得出运动过程中的运动学、动力学参数。运用交互式三维虚拟仿真技术,实现蒙医震脑术的三维虚拟仿真的视觉呈现,为蒙医震脑术手法的标准化、数字化、可视化研究奠定基础。

基于3D GIS的矿井三维可视化平台

针对2D GIS煤矿信息管理系统存在的问题,提出了一种基于3D GIS的矿井三维可视化平台的设计方案;详细介绍了该平台的整体结构、功能模块的作用及应用效果。实际应用表明,该平台实现了各类安全监测数据之间的融合和可视化分析,可对煤矿安全隐患进行快速、准确的预警、预报。

基于3DGIS技术的数字矿山基础信息平台及其应用

在分析阐述3DGIS技术的发展与现状及数字矿山基础信息的产生、内容、获取、层次划分、使用途径的基础上,提出了以基于3DGIS技术的数字矿山应用框架为核心内容的数字矿山基础信息平台的架构思想,简要介绍了基于3DGIS技术的数字矿山基础信息平台的产品构成和主要功能,并以应用开发案例说明了基于数字矿山基础信息平台进行专业应用二次开发的方法。

一种开放式机械臂3D虚拟仿真平台快速构建方法

针对机械臂三维运动仿真及在线实时控制,提出了一种高效开放式的机械臂3D虚拟仿真平台快速构建方法。该方法以具有强大数据处理能力的MATLAB软件为构建平台,充分将SolidWorks专业实体建模软件、Robotics Toolbox中的实用建模函数、MATLAB的GUI交互设计和MATLAB 3D动画及显示技术等功能结合并应用到机器人虚拟仿真平台构建中,构建可视化程度高、高效运行且具有强大输入输出功能、模型细节显示逼真的机械臂3D虚拟仿真平台。以笔者所在课题组构建的雄克六自由度模块化机器人手臂为例,深入详细地阐述了所提出的仿真平台快速构建方法的实施步骤,最终得到一个开放程度高、可视化程度逼真的该机械臂3D虚拟仿真平台。最后给出了仿真平台的部分显示效果图,测试结果表明,使用该方法能够实现机械臂3D虚拟仿真平台的快速构建,并且该平台具有良好的实用性和可操作性,能够满足科研和教学的需要,验证了本方法的有效性。

Web3D及Web三维可视化新发展——以WebGL和O3D为例

随着计算机和互联网的发展,人们的生活工作环境将越来越向互联网靠拢,当然三维可视化也不例外。在WebOS有一天最终取代单机版操作系统的时候,三维可视化必须为其在互联网的发展中找到突破口。本文简述全球走向网络化的大趋势,同时以WebGL和Google O3D为例介绍三维图形走向网络的最前沿技术动态及简单开发,并同时给出笔者对Web3D发展的一些思考和观点。

水中机器鱼仿真系统中的伪3D绘制

关于水中机器鱼仿真系统设计问题,在二维仿真平台上,绘制具有碰撞特性和三维动态视觉效果的物体的技术实现比较难。因此,可结合仿真机器鱼比赛采用的2D仿真平台,提出鱼体关节的柔性体线建模和尾鳍相位变换等设计思想,采用GDI+技术,修复了平台原有的刚体建模导致的碰撞处理漏洞,为机器鱼仿真搭设了物理层映射到界面层的桥梁,有效减少了鱼体碰撞的穿越现象。实验证明,改进方法在实现三维效果方面可为水中机器鱼仿真系统优化提供支持。

基于VR-Platform的虚拟现实技术在教学中应用

动物解剖学是形态学科学,理论讲授和动物标本观察相结合才能达到好的教学效果。为了弥补动物标本的不足,我们把虚拟现实技术应用到运用动物模型制作中。通过三维演示程序将动物器官呈现给学生,能够360°旋转和自由缩放,就像观察真实标本一样,不仅可以提高学生学习的主动性,更能加深其对动物器官结构的理解,激发学习的兴趣。本文结合在VR-Platform制作三维模型中的体会探讨了虚拟现实技术在动物解剖学教学中的应用。

M3D:面向3D打印的医学图像重建平台

本研究旨在构建面向3D打印的医学图像3D重建平台,实现医学影像数据的目标分割、3D重建与3D打印所需区域裁剪与输出功能。该软件平台采用Qt设计用户界面,调用ITK、VTK类库处理医学影像数据。软件平台实现了医学影像数据的输入输出及处理、分割与3D重建等功能;在3D打印模型输出前,可实现对感兴趣区域的截取。以肘关节为例,利用该平台可实现模型重建,截取区域输出STL文件并完成3D打印。结果表明,该软件平台操作简单、界面简洁,可以从医学影像数据中重建得到3D模型,并进行3D打印,具有重要的临床应用价值。

轨道交通装备制造业固定资产的3D可视化管理平台

轨道交通装备制造企业的固定资产种类繁多、数量巨大,如果仅依靠传统的文字及报表形式无法对其使用情况进行全面直观的了解。提出利用3D虚拟现实技术构建应用于动车制造装备资产的3D可视化资产平台,以实现资产的可视化管理。介绍了可视化资产管理平台的结构模型、架构设计和用户交互界面的实现方式。

基于Unity 3D平台的变电站可视化巡检自主定位方法

为降低因无人值守变电站数量增加而加重的运行维护人员工作强度,基于Unity 3D平台设计了一种可视化的变电站巡检自主定位方法。基于该定位方法开发多模块Unity 3D机器人巡检虚拟操作平台,数据模块收集机器人采集的巡检数据传送至业务逻辑模块,构建的三维效果图在表示模块可视化显示;结合SolidWorks与Unity 3D平台构建三维机器人模型,机器人巡检模型的驱动控制器操作轮毂电机保障机器人正常工作,通过TB-418串口与电机控制器交互信息;机器人基于同步定位与建图算法实现变电站机器人巡检定位,同时构建机器人运动地图。采用栅格法将机器人运动路径规划转化为数学约束条件问题,完成机器人运动路径规划。测试结果表明,在Unity 3D平台控制下,巡检机器人实际运行路线与实际最优路径一致。

基于BIM+AIoT技术IBMS 3D可视化智慧管理平台的顶层设计

随着BIM、AI(人工智能)、IoT(物联网)、大数据等新技术的应用,建筑智能化行业迎来飞速发展。本文以具体项目为例,结合我司智能化行业的实践经验,介绍融合BIM、AI、IoT等新技术的可视化智慧管理平台的顶层设计思路。

露天矿山数字化三维可视化监管平台技术应用研究

为应对中国矿产资源管理挑战和环保需求,本研究通过采用分层架构、整合多源数据及人工智能技术,实现露天矿山数字化三维可视化监管平台。平台通过综合利用摄像头、传感器等设备采集数据,配合云计算和容器化技术,实现了一个集静态数据对比分析与动态实时安全监管为一体的监管平台。平台可通过高效数据处理分析来实现开采量计算、越界开采监测以及安全风险预警等功能。平台显著地提升矿山管理实时性和准确性,为矿产资源管理和环保提供技术支持。

基于VR技术的历史建筑保护三维可视化交互平台设计与实现研究

加强传统历史建筑的保护、传承与发展,是新时期社会发展的重要任务,也是城市文化形象塑造与提升过程中所面临的问题。对此,本文以历史建筑的保护与传承为研究对象,借助VR技术、网络信息技术以及计算机应用技术的特定优势,以3ds Max为建模工具,以Unity3D虚拟现实引擎为开发平台,构建起历史建筑虚拟仿真三维可视化交互平台。建立历史建筑保护多维度展示、场景营造、交互体验、数字化建档、修复等一体化的保护传承路径,为历史建筑保护学科建设、城市品质提升以及文化旅游产业的创新发展提出新的方向。

数字露头实景三维Web平台研究与云端地质考察应用

露头是地质考察的重点,结合无人机倾斜摄影测量技术构建数字露头实景三维模型并实现露头可视化研究能够为解决传统地质研究中存在的效率低、危险性高和数据复用性差等问题提供全新的思路。论文研究了倾斜影像三维建模、数字露头三维可视化和全景影像可视化等三维技术,并基于Cesium开源三维地球引擎研发了数字露头实景三维Web平台。平台实现了高精度露头实景三维模型的可视化,并将露头相关的描述、图片、视频、全景、文献、观察点、地质标绘等信息与露头三维模型有效结合,实现了露头三维模型上传与实景漫游、露头相关地质信息自主提供、分享、互动与可视化展示。论文通过实例证明了平台云端地质考察应用的有效性和新颖性。该平台作为第21届国际沉积学大会虚拟野外地质路线考察的首选,已成功应用于15条路线中的12条。相比传统地质研究手段,露头云端三维可视化研究能够帮助地质学者更加全面、直观地理解露头地质现象的时空展布和地质特征,并且支持数字环境下露头资源的共建、共享,节省了地质考察的时间和成本。

BIM+GIS技术在城市建筑三维可视化中的应用研究

本文以某工程为例,采用几何转化和渲染处理相结合的方式,得到了BIM轻量化模型。将轻量化模型导入三维可视化展示平台,按照构件对应的空间标高属性信息,通过触发系统BIM模型的层高属性,实现了BIM模型分层、分类展示;运用3GIS技术,结合对应关联、地物类对应关联、混合关联等的处理方式,将地理信息中的属性数据与矢量化或栅格数据相结合,形成了一套能够应用的GIS地理数据。在城市空间直观可视的基础上,整合城市建设数据,形成城市建设基础数据库,为打造“城市可视、管理精细、资源共享、数据开放、服务便捷”的智慧城市建设与运维管理的新体系奠定数据支撑。

多源三维数据管理展示应用平台建设

为推进自然资源三维立体“一张图”建设,针对多源异构数据的综合管理、展示和应用存在的不足,研究多源三维数据管理、海量三维空间数据可视化技术,设计并实现了一套多源三维成果一体化综合管理、展示、应用解决方案,构建多源三维数据管理展示应用平台,以提升三维数据综合应用辅助决策能力。

浅谈数字孪生平台三维底座的自主建设关键技术与应用

文章结合实际城市CIM平台建设项目,对数字孪生平台三维底座的自主建设关键技术进行讨论,为今后建筑三维管理平台建设项目提高多元模型整合及平台流畅度,优化平台交互展示能力,降低三维平台资源占用率提供借鉴。

信息模型和数据同步可视化平台的研究

建筑信息模型在建筑工程领域的三维设计独树一帜,信息模型对现实物理世界进行了充分描述和还原,这对模型可视化和属性信息数据再应用的要求也越来越高,为此需要一项承接信息模型和数据同步可视化平台。本文研究了对信息模型数据描述、几何模型数据和属性参数数据进行了类比选择和规整处理,基于Revit平台开发了一套模型传送可视化平台查看的插件,设计了数据管理和处理、三维渲染和UI界面三个模块,描述了可视化平台承接数据源进行模型展示、可视化渲染以及接收建筑物体描述的数据信息,实现了三维模型格式和属性信息的有效融合。

铁路信号系统三维可视化运维平台设计与实现

分析铁路信号系统运维现状及存在问题,提出建筑信息模型(BIM)技术在信号系统运维阶段的应用思路。基于BIM技术,搭建信号系统三维可视化运维平台,阐述平台的设计原则、功能架构、数据流向和实现方式。平台功能包括远期预留中心平台功能、中心平台功能和终端平台功能,具体包含数据融合展示、设备质量评价、设备趋势分析、知识案例库、设备查询、电缆信息、电路应急、临修报警、资产管理和运维扩展等功能模块。重点论述中心平台数据流、终端平台数据流分析,以及终端平台主界面、电缆信息模块功能实现等。该平台是BIM技术在信号系统深度应用的典范,对BIM技术在信号系统全生命周期应用具有借鉴意义。