面向智能制造仿真实验的产线数字孪生建模

针对智能制造领域人才培养中,实践教学存在的成本高、安全保证难等问题,该研究构建了智能制造仿真实验系统。首先,以智能产线为基础、车间信息化平台为桥梁,融合产线数字孪生技术,构建了面向智能制造仿真实验的数字孪生系统框架;其次,对系统中包含的产线物理实体模型、数据采集及车间信息化平台、数字孪生产线的多维度模型及智能制造仿真实验平台展开了详细阐述;最后设计产线生产调度优化实验,验证了该数字孪生仿真实验系统的有效性。

面向数字孪生变压器的计算机辅助运维(CAM+)构架与关键技术

发展数字孪生变压器对支撑电力装备智能运维具有重要价值。目前变压器已具有计算机辅助设计、工程仿真的一般功能,但面向运行维护的场景、性能数字孪生还处于初级阶段。为此,该文提出了一种将计算机辅助设计、工程仿真、制造进一步拓展为电力装备的计算机辅助运维(computer aided maintenance+,CAM+)新模式,包含了场景更新、虚实融合、故障定位、智能运维等功能。该文首先介绍了CAM+的内涵,结合电力装备的数字孪生架构提出了面向数字孪生变压器的CAM+模式的技术架构。然后,综述了3维场景可视化建模、高精度传感、多物理场耦合模型与快速计算、虚实融合的动态推演、多源数据融合、状态智能评估、知识图谱等CAM+模式所涉及的关键技术。最后,分析了CAM+在变压器场景更新、参量孪生和智能运维的应用,并总结了未来CAM+所面临的挑战和发展方向。

虚拟现实的人与自然场景融合的3维动画设计

为提高传统动画设计的沉浸式体验感受,提出基于虚拟现实技术的人与自然环境融合交互动画设计方案。对3维动画的虚拟场景构建进行剖析;就虚拟场景中人和自然的融和技术进行研究,重点是人的体表数据采集、骨骼数据提取和虚实场景融合;基于Unity3D软件进行人与自然融合交互3维动画设计实践,以人的手臂与火球的交互动作为例,展示了人在虚拟场景中对火球的融合和交互控制。结果表明:该设计对人机交互式的3维动画设计具有一定参考和借鉴价值。

牛生产学虚拟仿真教学课程建设与应用研究

为推动信息技术与高等教育深度融合,该文以高校牛生产学教学需求为导向,聚焦高等教育高质量发展的迫切需要,基于动物科学专业及牛生产学课程教学的特点,从课程建设及应用要解决的重点,教学载体与教学方法、虚拟仿真教学课程内容与组织实施、课程成绩评定方式、课程评价及改革成效等方面,对牛生产学引入虚拟仿真教学、虚实结合的课程建设及应用进行详尽的研究。通过项目实施,构建校企信息共享平台、形成虚实融合教学模式,创新人才培养模式。

基于狄拉克符号的异构模型集成方法

针对数字工程中异构模型集成仿真的问题,提出了一种基于狄拉克符号的系统建模方法。该方法可以屏蔽子系统的建模逻辑和模型实现差异,描述全系统的集成模型和动力学演化。利用类TNEA中间件提供的状态定义和方法调用机制,可以将异构模型映射为具有相同建模逻辑和软件接口的对象模型,构成数字主线,开展虚实融合系统集成试验。该方法可以支撑航天“簇”演进模式下的新技术快速插入、新系统原位替代和新状态快速验证,并针对数字航天开展全要素虚实融合试验,在虚拟环境中摸边探底,验证核心指标。

“虚实融合,校企协同”纺纱实践课程教学改革与实践

纺纱实践课程有利于支撑纺织工程专业学生工程实践能力和创新能力的培养。针对教学过程中存在的问题,充分调动高校、企业等各方优势资源,将虚拟仿真实验与实际生产情境相融合,构建“虚实融合”的纺纱实践课程体系,突出对学生能力的培养。以学生为中心开展教学方法改革,将纺纱前沿技术、企业实际生产案例等融入实践教学内容,提升教学内容的高阶性与挑战度。将课堂搬入车间,学校与企业双主体共同对纺纱实践课程开展授课,使学生直接接触纺纱全流程的生产现场,实现理论知识与实践应用的良好衔接。

结合上下文特征融合的虚拟视点图像空洞填充

由于参考纹理视图的前景遮挡和不同视点间的视角差异,基于深度图的虚拟视点合成会产生大量空洞,先前的空洞填充方法耗时较长且填充区域与合成图像缺乏纹理一致性。该文首先对深度图进行预处理来减少空洞填充时的前景渗透;然后,针对经3D-warping后输出合成图像中的空洞,设计了一种基于生成对抗网络(GAN)架构的图像生成网络来填充空洞。该网络模型由2级子网络构成,第1级网络生成空洞区域的纹理结构信息,第2级网络采用了一种结合上下文特征融合的注意力模块来提升空洞填充质量。提出的网络模型能有效解决当虚拟视点图像中的前景对象存在快速运动时,空洞填充区易产生伪影的问题。在多视点深度序列上的实验结果表明,提出方法在主客观质量上均优于已有的虚拟视点图像空洞填充方法。

元宇宙时代主体发展完善的哲学阐释

元宇宙通过对现实世界底层逻辑的复制,为人类提供了虚实相融的具身互动和普遍交往世界、全新文明和价值创造世界,从而吸引人类向元宇宙虚拟世界大规模迁移,世界由此分化为虚拟世界和现实世界,世界二分化推动着主体二分化为虚拟主体和现实主体。通过唯物辩证法的理论视角,在深入揭示虚实相融的具体路径、主体分化为现实主体和虚拟主体的机制,以及二者统一机制的基础上,厘清虚拟主体和现实主体通过互为根据与相互扬弃,在具身交往实践和全面性认识中统一于主体系统的过程,从而科学揭示虚拟主体和现实主体通过内部相互作用推动人的发展的机制,开创虚拟主体研究新领域,推动主体发展完善和元宇宙文明发展。

数据融合视域下虚拟知识社区知识推荐模型构建

文章采用扎根理论方法分析虚拟知识社区用户需求,构建虚拟知识社区用户知识需求框架,在此基础上提出虚拟知识社区数据融合方法,进而构建基于数据融合的虚拟知识社区知识推荐模型,并从用户画像、情感感知、社交网络3个角度提出虚拟知识社区知识推荐优化路径。

基于虚拟现实的大视差图像网格优化拼接算法

图像亮度、局部区域信息强度影响图像清晰度,导致图像拼接效果不佳,为提升图像拼接效果,提出一种基于虚拟现实的大视差图像网格优化拼接算法。基于虚拟现实技术建立一个虚拟现实拼接环境,在此环境下开展图像拼接处理,对待拼接图像实施灰度化处理,增强图像局部区域信息强度;基于投影算法建立低密度的网格,并根据待拼接图像的匹配点分布结果建立网格矩阵,结合全局最佳相似变换矩阵实施矩阵加权叠加,对图像重叠区域展开失真校正;使用内容感知算法对图像重叠区域展开感知识别,找出其中的积累最小像素线,实施图像融合处理,通过融合结果完成大视差图像网格优化拼接。实验结果表明,使用该方法开展图像拼接时,图像拼接时间较短,均方根误差较低,拼接效果较好。

试验检测中心数字孪生系统的开发与实践

为了提升某航天研究所试验检测中心数字化能力,文章结合五维数字孪生理论,开发了试验检测中心的数字孪生系统。设计了试验检测中心数字孪生的系统架构;搭建OPC UA服务器和InfluxDB数据库实时通信;对试验设备与试验场景进行建模并在Unity 3D引擎中搭建三维虚拟场景;编写脚本控制视角移动实现人机交互功能;设计电子看板显示设备的数据、状态等信息;构建面向过程的监控机制进一步保障试验测试的安全进行。应用结果表明,该数字孪生系统提升了试验检测中心的可视化能力与工作效率,实现了数字孪生系统的虚实融合。

元宇宙技术赋能体育健身休闲产业:机制、瓶颈及路径

元宇宙作为人类社会生活数字化、智能化高度发展下虚拟融合的最高形态,将为消费、产业、政务等领域创造更多场景体验价值。运用文献资料等方法,对元宇宙关键技术赋能体育健身休闲产业高质量发展的机制、瓶颈进行考究并提出相应纾困路径。认为:元宇宙与实体经济融合发展能够为体育健身休闲产业向场景化、信息化、规范化高质量发展开创新动能。固于元宇宙技术赋能体育健身休闲产业高质量发展中存在设备、人才、场景等现实瓶颈,相关企业应在元宇宙体育健身休闲产业中寻求生机,加大体育健身休闲设备资金投入力度,夯实元宇宙终端技术应用基础;打造区块链企业组织管理服务平台,提升体育数字技术人才梯队建设效率;加强元宇宙技术与健身休闲业融合,重视提升健身场景化服务水平;完善元宇宙体育健身休闲风险监管制度,切实保障数据管理安全。

数字孪生体育场馆的体系架构、现实障碍与推进路径

数字孪生技术为体育场馆智慧化转型升级提供了新思路。研究采用文献研读、实地调研、专家访谈等方法,在“数字孪生”概念认识基础上,对数字孪生体育场馆的体系架构、运行机理以及现实困境和推进路径等问题进行了研究。认为:数字孪生体育场馆具有数据驱动、精准映射、虚实交互等6大特征,包括基础设施层、数据层、模型层等体系架构,其价值主要体现在:满足用户需求、降低运营成本和风险、形成新业态等方面,并从思维革新、功能重塑、体系再造等3个层面阐述了数字孪生体育场馆的运行机理。指出当前我国数字孪生体育场馆建设面临以人为本理念缺失、技术瓶颈突破乏力、制度约束监管不畅等现实困境,并据此提出推进路径:坚持以人为本理念,推进体育场馆服务场景化定制、加大资金投入,重视数字孪生体育场馆技术的研发和创新、加强制度保障,制定数字孪生体育场馆标准化体系、推动多方协同,促进数字孪生体育场馆建设可持续、强化跨学科人才队伍建设和国际交流合作。

元宇宙视域下高校图书馆空间再造研究

元宇宙将重塑图书馆服务业态,提升数字化和智慧化服务水平,因此有必要探究元宇宙视域下高校图书馆空间再造未来发生的变革。文章通过文献研究法、思辨研究法开展专题研究,首先对元宇宙视域下高校图书馆空间再造的理论研究进行梳理和总结;其次从阅读、教育、社交、就业四个维度畅想高校图书馆虚拟空间服务场景;最后从发展理念、技术应用、馆员培养、服务规范、管理水平五个方面思考和规划未来发展路径。旨在推动元宇宙视域下高校图书馆空间再造,为数智化发展和服务提供新思路、新动能。

沉浸式虚拟现实多模态交互模型研究

随着虚拟现实技术的发展,鼠标和键盘等传统输入模态已经难以满足沉浸式虚拟现实交互需求,如何使用自然交互方式来满足沉浸式交互任务日益成为研究热点.为了实现自然高效的人机交互,该文首先分析各种单模态交互方式的优缺点,并基于神经科学和运动学的角度划分视线转移;其次,结合头动的稳定性与眼动的高效性以及头眼协调特征设计了一个头眼协调交互模型,通过多模态相互作用减少Midas误触和识别用户意图;最后,针对虚拟现实的目标选择任务进行模态对比实验.实验结果表明:与传统交互模态相比,该交互模型具有更高的精度、更快的时间效率和更高的自然度.

虚拟演播室在县级融媒体系统中的应用

虚拟演播室可以将传统的电视广播和演播室环境转化为完全虚拟的数字化环境。通过使用虚拟演播室技术,县级融媒体中心能够实现高效、灵活的节目制作和广播播出。文章从系统架构、技术参数、融媒体系统发展等方面介绍虚拟演播室与融媒体系统的关系,通过具体的应用实例展示虚拟演播室在县级融媒体系统中的应用。相关的应用表明,基于虚拟演播室的创作和表现县级融媒体中心能够以更具吸引力和互动性的方式吸引观众。

面向虚实融合的金工实习课程教学新模式探索

金工实习是一门基础实践类课程,对增强学生的实践动手能力和创新能力具有重要作用。针对课程中存在的诸多问题,基于线上教学平台的优势和特点,提出后疫情时代线上线下虚实融合的金工实习混合式教学模式。依托思源学堂教学平台,搭建金工实习课程资源平台。利用钉钉在线课堂开展云端学习,将金工实习课程的网络在线模块与现场实践模块相结合,打造线上重复学习和线下实践操作相结合的工程训练实践新体系。

三维仿真与虚实融合技术在视频监控系统中的应用

随着科技的不断发展,传统的视频监控正迎来新的突破。如今,监控相机在公共安全、交通安保、智慧城市以及日常生活等方面的应用越来越广泛,其中,基于虚实融合的视频可视化技术更是引领着这一变革的潮流。这种技术不仅优化运营管理,还增强了重点区域安全、应急效率,为管理者提供更准确的数据支持。本文主要研究基于虚实融合技术视频平台的技术方案,并对系统架构和主要功能进行了探讨。

电炉炼钢智能化技术研究进展综述

主要以智能化技术在电炉炼钢领域的发展和应用为研究方向,介绍近年来基于超融合的电炉炼钢虚拟化技术的应用趋势,详细分析了电炉供电质量监测控制领域前馈控制、分段控制模型、BP神经网络、模糊数学、PID模型控制等智能化技术的应用、发展和不足,介绍了电炉测温智能化领域光纤技术、红外技术、监控技术、机器人测温智能化技术以及冶炼终点预测模型、电炉炉体测温和漏水侦测技术的新应用,分析了电炉炼钢碳氧枪智能化控制、电炉模型自动出钢的应用趋势和电炉冶炼泡沫渣领域炉门清理机器人的新应用,分析了电炉废钢模型智能验质技术、废钢料型智能识别技术和智能加料的创新发展和不足。结合国内外研究现状,指出未来智能化技术在电炉炼钢领域的深化应用是发展趋势,电炉炼钢领域技术人员有必要深入研究自动化、信息化、数据化、模型化、虚拟化、超融合等智能化技术,未来智能化技术与基于碳中和、碳达峰相结合的绿色低碳转型相结合的智能化解决方案将成为智能化炼钢的发展方向。

论虚实空间融合的元宇宙城市

人类社会已开始进入虚实融合的元宇宙时代,但城市规划学界对元宇宙的讨论较少,还未就元宇宙城市的概念、影响和趋势达成共识,不利于规划师把握数字化机遇。文章首先回顾了虚实空间的相关理论,并从空间视角解析了虚实空间融合的过程,包括要素耦合、活动融合与场景融合。其次,在概念化元宇宙城市方面进行尝试,提出城市虚实融合化转型的优势与“跨时空”特征,以及元宇宙城市的空间构成框架,包括综合生活单元、专业生产空间、休闲场所与灵活的交通空间,解析了这些空间的演化趋势与分布特征。最后,从发展定位、空间利用、产业发展、城市治理等层面提出系列元宇宙城市的规划策略。