基于HTC vive的VRED虚拟现实技术开发

针对传统造型评审过程存在的高成本、长周期、无沉浸感的问题,结合虚拟现实技术及VRED软件,依托HTC vive硬件系统及Python语言,开发了一套汽车虚拟现实评审系统。使用结果表明该评审系统能有效扩展虚拟评审功能,增强汽车评审过程中的人与虚拟样机的交互性能,提升评审效率节约研发成本。

基于HTC Vive的虚拟工业机器人示教编程系统

我国已经成为全球最大的工业机器人消费国,但相关的技术人才缺口正逐年扩大。其重要的原因是工业机器人成本高、操作危险,导致机器人示教编程存在困难。针对这一问题,基于HTC Vive(由HTC公司与VALVE公司合作开发的一款VR设备),将虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术与机器人示教编程相结合,开发了虚拟工业机器人示教编程系统。首先,分析系统的VR环境特点,为系统的主界面交互设计立体式用户界面(User Interface,UI);然后进行机器人运动学建模,实现直接拖拽机器人的示教方式;运用词法分析、语法分析和语句执行机制,开发虚拟解释器,并实现快速插入式编程的功能;最后,系统实现了可进行复杂轨迹运动的机器人示教编程功能。实验测试表明系统具有良好的交互性,能进行虚拟机器人示教编程操作。本系统操作安全,并可降低机器人示教编程的成本,有助于机器人相关人才的培养、为工业生产中机器人的仿真提供方案等,助力中国制造业的发展。

面向ADHD的利用HTC Vive采集手部运动数据的可行性研究

虚拟现实技术在辅助注意力缺陷伴多动障碍(ADHD)的客观诊断中取得了一定成效;为了分析ADHD患者与正常儿童在虚拟环境中手部交互的运动差异,需要追踪被试的手部运动并对其进行测量;消费级虚拟现实系统HTC Vive配有手持控制器,具有运动捕捉功能;然而目前临床上还未将手持控制器用于人体手部运动追踪,因此尝试探讨手持控制器用于追踪人体手部运动的可行性,并设计了两个实验;实验一评估HTC Vive系统追踪手持控制器静置时的位置和旋转精度,分析系统的随机误差;实验二评估系统追踪手持控制器的平移和旋转精度;实验一测量得出:手持控制器静置时在X、Y、Z轴的位置抖动误差均小于0.25 mm,旋转抖动误差均小于0.05°;进而采用艾伦方差方法对实测数据进行分析,得到系统量化噪声、零偏不稳定性、速率斜坡等主要误差项系数;实验二测量得出:手持控制器绕X、Y、Z轴的旋转误差均小于0.35°,沿X、Y、Z轴的平移误差均小于3 mm;实验结果表明:HTC Vive系统可用于采集人体的手部运动数据,为辅助ADHD患者的客观诊断提供了可靠的基础支持。

基于HTC VIVE的船舶固定水灭火模拟训练系统

鉴于消防培训实操教学和训练比较困难,且成本较高,开发船舶固定水灭火模拟训练系统。运用三维建模技术建立消防泵、消防栓等固定水灭火设备模型,利用HTC VIVE头盔和Unity 3D引擎设计实现船舶虚拟场景的三维可视化与交互操作,利用贝塞尔曲线实现虚拟场景内学员的位置瞬移,通过碰撞检测实现学员对虚拟设备的操作,采用A*算法虚拟辅助船员进行路径规划。测试结果表明,该系统的沉浸感和交互性强,可用于消防培训。

基于HTC VIVE的上肢康复虚拟训练系统研究

偏瘫病人参与康复训练的主动性不强、目的不明确,导致效率较低.本文提出基于可穿戴设备HTC VIVE的偏瘫上肢康复训练方案,设计并实现了一种以任务为导向的康复训练系统.基于人体上肢运动学理论,使用D-H参数方法建立人体上肢5自由度模型,仿真模拟了上肢手腕部的运动空间,以确保训练方案的安全性.在Unreal Engine 4中构建虚拟康复训练场景,患者通过操纵控制器触碰虚拟场景中的目标点完成相应训练任务.经上肢行为正常人士及偏瘫病人临床测试,训练任务有效促进了病人参与康复训练的主动性,运动轨迹记录可及时反馈患肢的运动情况,系统满足康复训练的需求.

基于HTC Vive的印刷色彩学虚拟实验室系统研究

本研究以高等院校印刷专业基础课程"印刷色彩学"为基础,使用建模软件3Ds Max进行三维建模,在虚拟现实引擎软件Unity3D中进行理论学习实验室和实战体验实验室的交互制作。让学生在理论学习实验室中汲取色彩学理论知识时,既可观看教学视频,又可进行知识答题,并且通过实战体验实验室进行实战训练提高自身的动手实践能力。理论学习与实战实验相结合提高了学生的学习兴趣,基于HTC Vive的印刷色彩学虚拟实验室大大提升了虚拟实验室的真实性和进行虚拟实验的临场感,达到寓学于乐的效果。

基于HTC VIVE的虚拟针灸教学软件设计研究

随着计算机技术的不断发展,虚拟现实技术在传统教学中有了越来越多的应用。为提高学生对中医针灸的学习兴趣和对人体穴位基本理论知识的理解与记忆,研究基于虚拟现实技术的中医虚拟针灸教学软件开发中的关键技术。采用3d Max软件对人体模型建模,注重人体关键部位轮廓的绘制;并结合虚拟现实设备HTC VIVE,利用Unity3D软件中建立虚拟场景;最后,重点使用JSON语言实现穴位信息存储管理,完成人机交互模式设计,为辅助中医针灸教学提供了一种新方法。

基于HTC Vive的车间虚拟漫游系统设计与研究

车间作为生产发动机的主体设备,目前其仿真系统展示方式存在较多局限性,随着虚拟现实技术的日益成熟,传统工业与虚拟现实相结合是研究的热门领域,工业虚拟仿真,不仅具有虚拟现实的沉浸式体验效果,还具备控制效果,同时在指导教学和生产控制等方面发挥重要的作用。研究基于HTC Vive浸入式虚拟现实硬件设备和Unity3D三维引擎车间虚拟漫游系统的设计与实现,结合HTC Vive硬件设备,利用Unity引擎进行功能开发,使用户达到身临其境的效果,对车间有更直观的了解。

基于HTC Vive的体感交互式虚拟现实建造教学方式

对基于HTC Vive的体感交互式虚拟现实技术的虚拟建造方式进行了介绍,并设计了一系列交互操作。通过建造实验证明,该技术能很好地完成虚拟建造,具有一定的推广价值。

基于HTC VIVE的地铁列车设备认知教学系统开发

针对传统车辆认知实习过程存在的问题,结合虚拟现实技术,依托于HTC VIVE设备搭建一套体验感、参与感、沉浸感强的虚拟培训系统,系统包括基础知识学习模块、列车设备学习模块、考核评估模块和系统管理模块,经过实践验证系统的可靠性,对虚拟培训的研究提供一定的参考意义。

基于HTC VIVE的红军爬雪山仿真实训系统研究

虚拟现实设计与制作实训教学,涉及VR项目设计、VR建模、VR动画、纹理图像生成、VR引擎制作、C编程、VR人机交互研发,以及沉浸式头显设备交互开发等内容,教学难度大,学生难以掌握,针对这些问题,研究了一种沉浸式集成仿真实训教学方法。在研究VR项目设计与制作的实际流程基础上,设计了系统功能模块和系统总体结构,提出系统开发方法、开发流程,采用HTCVIVE沉浸式系统和C#编程实现人机交互功能,以红军爬雪山为教学研发案例,集成模型库、代码库、资源库,采用3DsMAX训练VR建模、VR动画等内容,采用Unity3D引擎及其C#语言训练VR人机交互开发技能,开发了一套集成虚拟现实设计与制作各种技术的仿真实训系统[1]。实验表明,该方法使学生处于身临其境环境中,按照VR项目开发流程训练,提升了学生实训教学的兴趣和意愿,帮助学生轻松掌握VR设计与制作的各阶段技能。

基于虚拟仿真技术的机器人工程专业课程数字化教学平台设计

教学平台是机器人工程专业课程数字化教学中必不可少的教学工具,但传统平台存在仿真度较低的问题,而且学生的学习效果较差。因此,设计基于虚拟仿真技术的机器人工程专业课程数字化教学平台。在硬件方面,对HTC Vive装置进行选型与设计,利用HTC Vive装置实现仿真教学交互;在软件方面,利用虚拟仿真技术搭建机器人虚拟模型,设计虚拟现实(Virtual Reality,VR)全视角观察体验场景、VR碰撞体验场景与VR虚拟视角自由移动体验场景,在虚拟场景中实现学生与虚拟机器人交互操作,以此完成平台设计。实验结果表明,应用设计平台开展教学后,学生的综合成绩大幅提升。

VR技术在建筑行业实践中的应用

【目的】通过分析传统建筑设计者基于二维图纸、现场体验、实际量测等方式来体验建筑环境所存在的不足,提出要注重对设计者空间尺度认知能力的培养,为设计者有效理解和优化个人设计方案提供便利。【方法】本研究将虚拟仿真技术引入到建筑行业中,并基于Unity3D引擎和HTC VIVE虚拟硬件设备设计开发出VR建筑系统。【结果】设计者可通过VR建模、内容开发和打包发布等完成沉浸式和交互式建筑设计,并搭建VR建筑设计管理平台,实现用户、社会面的过程控制评价。【结论】试验结果表明,在建筑设计中采用VR进行辅助,在用户和社会面的满意度、设计方案交付效率和设计方案规范性等方面具有显著的优势。

基于数据手套的虚拟物理实验室系统的设计与实现

作为教学过程中的重要环节,实验操作是不可或缺的教学活动。但实验条件限制、实验器材需求、实验耗材开销,常导致实验教学无法正常开展。随着近年来虚拟现实技术的发展,通过构建虚拟实验室来提供仿真的实验教学环境成为可行的解决方案。本文主要包含相关技术介绍、虚拟实验的需求与交互分析、系统的设计与实现以及软硬件的相关测试。

结合“嵌入式系统”和“虚拟现实技术”创新实践教学探索与研究

虚拟现实开发技术实验课程,存在实验内容单一、固化等问题,结合虚拟现实硬件与嵌入式系统课程的相关性,展开了以虚拟现实技术为主导,嵌入式系统课程为辅助的创新实践教学研究。研究设计了两者相结合的实验内容,包括基础性实验和开放性实验,不仅锻炼学生的基础知识开发能力,又开发了学生自主创新的能力。该套实验内容结合了学科前沿技术,激发了学生学习兴趣和主动性,有效地解决了现有问题,并在毕业设计成果中取得了验证。

基于VR技术的变电站三维场景设计模拟系统研究

虚拟三维变电站仿真实训过程中,受场景复杂度影响,导致场景模拟效果不佳,单一的操作程序影响系统的交互能力,为克服以上问题,该文设计一种基于VR技术的变电站三维场景设计模拟系统.系统中设计多个功能模块.其中,沉浸式模块通过HTC vive VR设备实现系统的沉浸式仿真.图形处理器模块中通过图形顶点处理器实施系统图像处理.在软件的设计中,通过文件读写、图元编辑等功能的设计,完成变电站二维平面场景的保存、创建与设计,实现二维场景模块的设计.构建图形渲染模块,通过图形渲染引擎实现系统的三维模型渲染功能.通过3ds Max三维建模软件实现三维场景建模模块,结合多边形建模、Patch面片建模等方式实施建模操作.通过设计的系统实施实验变电站工程的三维场景设计,测试系统性能.测试结果表明:设计系统的光源计算与场景渲染精准度较高,各帧CPU、GPU处理总耗时以及平均建模耗时均较低,说明系统能够精准、高效地实现变电站三维场景模拟.

压缩性骨折内固定手术仿真

虚拟手术仿真为医学手术训练提供了具有真实感和沉浸感的新手段。设计和实现了针对腰椎压缩性骨折内固定手术的虚拟仿真,构建3D手术场景并制作形变动画,采用多层级碰撞体组合切换的碰撞检测方法,并将多指标力反馈模型值映射为HTC Vive手柄的不同强度的震动触感,结合语音指导和UI视觉反馈,实现视觉、听觉和触觉的多通道手术体验。该系统提供指导训练模块和测评模块,可以对手术操作流程、操作用时和操作正确性等多项指标进行评分,规范用户的操作流程和提高手术正确操作的熟练度。

高端商用服务器VR教学实训系统的设计与应用

以虚拟现实技术作为核心技术,将虚拟现实技术与商用服务器的教学相结合,设计了基于沉浸式虚拟现实的服务器拆装实践系统.该平台是基于windows7操作系统的unity开发平台,1∶1还原联想高端商用服务器的教学平台,系统包含机架式服务器、刀片式服务器、塔式服务器3大模块.每个模块包含自动拆装、手动拆装、接口信息3个环节.系统解决了传统教学中大型服务器设备昂贵、不易拆装、学生无法在课堂中进行有效实训练习的难题.具有沉浸感、互动性好、真实等特点.

基于虚拟现实的丝绸之路交互系统的设计与开发

近年来在教育领域里,虚拟现实技术成为新兴的应用技术。针对传统教学中的沉浸性、互动性、情境性不强的问题,提出了基于Unity3D和HTC Vive的丝绸之路虚拟交互系统。论文使用3DMax建立模型,采用多场景建模方法,构建丝绸之路的三维场景,运用Unity3D游戏引擎为开发平台,结合C#语言编写场景链接和人机交互脚本,利用HTC Vive作为输出设备。在该系统中,用户可以进行真实空间走动来进行虚拟空间漫游,并与物体交互来获得丝绸之路相关信息。实践结果表明,基于Unity3D和HTC Vive的丝绸之路虚拟交互系统对于用户的学习自主性有良好的促进作用。

下颌骨骨折虚拟手术培训系统研究

针对下颌骨骨折手术操作技能要求高的特点,使用Unity3D和HTC VIVE进行用于培训和术前模拟的虚拟手术系统的开发。将虚拟手术系统分为三维模型模块、光照系统模块、交互系统模块和手术室瞬间移动模块,对下颌骨骨折手术的场景、交互和手术过程进行模拟。结果表明此虚拟手术系统具有良好的真实感、沉浸感和交互性,能有效引导操作者完成手术流程,达成进行手术训练、模拟的目的。