虚拟装配与CAD之间的信息交换

由于CAD系统与虚拟现实系统在建模以及实时应用等方面的差异，使得作为虚拟现实应用的虚拟装配系统不能直接使用CAD系统中的零件模型信息。因此有必要使用CAD系统提供的API开发—个接口程序来提取零件的模型信息供虚拟装配系统使用。虚拟装配系统需要从CAD系统提取的信息包括零件或部件的名称、零部件在装配中出现的次数、零部件在装配完成后的位置与姿态、零部件装配特征、几何参数信息以及零件或部件的图形信息。     

基于VR的装配工艺设计

为了在虚拟的环境中进行产品的装配工艺规划，必须建立一个虚拟装配系统，这就涉及到虚拟装配的建模问题。虚拟装配系统的建模应当包括从模型的数据源——CAD系统提取数据以及数据在虚拟装配（VR）系统中的组织两个方面的问题。下面分别从CAD与VR系统模型的异同、信息转换、虚拟装配系统的模型描述、装配特征等几个方面来描述。     

基于多源系统融合的结构形态感知技术

针对薄壁结构零件在装配过程中由于装配状态变化存在的装配受力变形问题，结合数字孪生发展背景，提出一种激光跟踪、视觉测量、光纤监测多源系统融合的结构形态感知技术。首先，建立多源系统多站位坐标统一模型，实现坐标基准统一；其次，建立异构数据融合模型，完成光纤监测波长与空间点坐标异构数据统一，基于高斯过程实现多源数据融合，预测变形点云，实现产品结构形态感知；最后，以蒙皮薄壁结构为例，模拟装配变形实验。结果表明，融合方法所感知数据更好地反应实际变形，其平均相对误差为4.66%，绝对误差保持在0.016 mm。多源异构数据融合基于实测数据预测形变点云，可实现结构实时变形监测，从而简化视觉测量方式，提高了曲面信息保真度，为动态孪生模型构建提供新思路。     

基于信息物理融合系统的无人机地面目标跟踪系统

是在网络通信条件下信息世界与物理世界高度集成交互的复杂智能异构系统;为了解决CPS发展中缺乏测试和验证通用平台的现状,文章在深入分析CPS定义,架构及相关特性的基础上,从经济性,易于实现的角度出发,构建了一套基于CPS架构的无人机地面目标跟踪导航系统的通用测试验证平台,并在OPNET和MATLAB/Simulink模块下进行了仿真,最后针对该系统存在的问题提出了在未来发展中的关键技术及挑战。     

一种虚实结合的联合试验系统及方法

虚拟试验正朝着“虚实结合”和“综合集成”的方向发展,将实物设备与数学模型集成起来进行联合试验现已成为虚拟试验中“虚实结合”的有效手段,文章给出了一种将实物设备与数学模型进行联合试验的系统及方法,设计了模型包装器、实时网与RTI网的桥接器,论述了系统的时间管理方式,并在某型号的联合试验中得到了验证,将以反射内存网连接的半实物系统与以HLA连接的防御系统互联进行联合试验,考核型号的总体指标,应用表明该系统与方法具有良好的复用性、可扩展性和互操作性。     

基于Unity 3D的船舶压缩空气系统的虚拟设计

针对目前船舶空气压缩仿真训练系统大多采用半物理仿真与二维软件界面仿真相结合方式训练效果不佳的问题,将虚拟现实技术引入到船舶压缩空气系统的仿真设计;设计一套基于Unity 3D的船舶压缩空气系统,实现虚拟仿真程序和三维虚拟场景的实时交互,生成一个逼真的三维视觉、听觉、触觉的感官世界,加强培训人员的沉浸感,从而获得一种置身于真实环境中的感受;系统可供学员无限制反复训练,节省系统的维护费用,规避实物操作设备中可能出现的各种风险,提高训练效果。     

运载火箭飞行力学环境虚拟试验及可视化系统设计与实现

运载火箭的飞行力学环境随着飞行过程不断发生变化,而当前无论是基于实物试验还是基于数值分析,火箭的飞行力学环境分析大多针对特定飞行状态和工况而无法给出动态变化信息,因此开展了飞行力学环境虚拟试验及可视化技术研究。基于特征代理模型采用Fortran语言设计了场数据快速预测算法,在采样数值仿真的基础上实现了火箭在大气飞行过程中的动态气动力与气动热环境虚拟试验;采用C++开发了实时分站载荷算法,实现了火箭飞行期间的载荷环境虚拟试验。开发了与运载火箭飞行仿真配合的总线通信接口,并基于EnSight开发了分布式动态可视化系统,通过共享内存的进程间通信方式实现了飞行力学环境的动态显示。结果表明,该系统可以给出火箭飞行力学环境的全局和关注点信息的动态变化,为飞行力学环境精细化分析和直观可视化研究提供了手段。     

通用实物设备接入技术研究与实现

综合试验验证技术正朝着“虚实融合”的方向发展,将实物试验设备接入虚拟试验的支撑平台进行统一试验,成为综合试验验证的一大关键技术。本文提出一种通用的实物设备接入技术,一方面通过用户界面配置,自动生成与实物设备传输协议相匹配的接入网关,解决传输协议异构性问题;另一方面,通过采用嵌入式的硬件协议转换器,实现高效率的实时设备接入。实验证明,协议转换耗时为百微秒级,为实现“虚实融合”的综合试验验证奠定了基础。     

强化物理学意识 普及物理学知识--2005世界物理年

在纪念爱因斯坦的“奇迹年”(1905)100周年之际，2005年已被称为“世界物理年”(WTP），2005世界物理年的一系列重大活动的目的在于提高世界范围内公众的物理学意识与广泛普及物理学的科学知识，本文对2005世界物理年进行了描述，讨论了1905年在科学史上的重要性，也简要介绍了2005世界物理年的国际方案以及欧洲物理学会(EPS)、美国物理学会(APS)、中国物理学会(CPS)与各国物理学会的活动计划等。     

考虑最邻近前车综合信息的反馈控制跟驰模型

拥堵控制中, 通过车辆运行状态感知与控制的交互融合, 实现对车辆有效控制的过程, 具有信息物理融合系统的典型特征. 本文基于Konishi等的研究工作, 从交通信息系统与交通物理系统融合的角度, 进一步考虑优化速度差和安全间距对车流的影响, 在耦合映射跟驰模型中, 提出了一种考虑最邻近前车综合信息的交通拥堵反馈控制方案. 运用反馈控制理论, 给出了头车速度发生变化时交通流保持稳定的条件, 并与前人工作进行了比较. 理论分析与数值模拟结果一致表明, 耦合映射跟驰模型在本文提出的控制方案下能更有效地抑制交通拥堵. 关键词： 交通流 交通拥堵控制 耦合映射跟驰模型 信息物理融合系统     

基于虚拟仪器技术的光学成像测试系统

针对近年来红外成像技术的广泛应用,兼顾科研分析和生产过程工艺控制以及现场实验与维修检测的基本要求,论述了基于虚拟仪器技术的光学成像测试系统的设计思想及实现方案。使用光学的红外波段和可见光波段成像光照模型,通过多通道同时输入输出的虚拟仪器技术实现了在线实时测试分析。该系统人机界面友好、算法完善、操作简便,实验证明:该系统具有非常重要的实际意义和理论价值。     

基于复合抖动技术的三维轮廓数据压缩方法

三维扫描技术获取的三维轮廓数据体积较大,不便于三维数字博物馆数据的实时传输和显示。针对这个问题,提出了基于复合抖动技术的三维轮廓数据压缩方法。首先,利用虚拟结构光投影系统实现三维轮廓数据的图像存储。然后,对图像的不同通道使用不同的抖动技术进行处理,并将结果保存到8位灰度图中主要的3位或者3幅1位逻辑图中,实现三维轮廓数据的进一步压缩存储。实验表明,与提供的三维模型格式相比提出方法的数据压缩比高达75.9∶1,非常适合三维轮廓数据的实时传输、重建与显示。     

A fast render algorithm of virtual and real motion blur consistence in augmented reality

Motion is a common phenomenon in the real world so the consistence of virtual and real motion is one of hot focuses in augmented reality system. This paper mainly analyzes virtual and real motion blur consistence in augmented reality system, and mainly do improvement in two aspects, one is how to get the motion blur parameters, the other is how to render motion blur. From the available literature it can be seen that, most achieved methods to get motion blur parameters are based on machine vision. But this paper first acquires the motion trajectory by magnetic tracking, and then gets motion blur parameters. Considering the available literature on motion blur rendering methods, they mainly contain convolution and accumulator caching and so on. Due to rotation translation compound motion blur, this paper does rendering in advance based on improved mathematical model, and then render virtual object through looking up table in augmented reality system. Experimental results show that the new virtual and real motion blur consistence render algorithm has low time complexity and achieve the desired effect in simulation environment and real scenes.     

基于NI FlexRIO的图像实时采集及处理系统

为了解决视觉测量中图像的实时采集及处理问题,以NI FlexRIO为基础,采用虚拟仪器技术,利用LabVIEW图形化开发平台,并结合相关技术知识,如乒乓操作、流水线技术等,研制了一套图像实时采集及处理系统。该系统并行地实时地实现了图像的采集、存储及处理,在图像分辨率为1 2801 024、采集速率为500 f/s的情况下,系统工作稳定,图像处理速度小于2 ms,并且处理精度达到了亚像素级。该系统对于实现视觉测量的实时性具有重要意义,并且其良好的性能使其在其他相关领域也具有很高的实用价值。     

基于实时帧迭代反向投影算法的图像序列超分辨率处理

提出一种实时帧迭代反向投影算法实现对图像序列的超分辨率处理。通过建立虚拟全景图像及其迭代权阵,实现迭代反向投影的逐帧处理,从而可实时地对视频图像序列作超分辨率处理。另外还采用了基于光流计算的分层迭代图像配准、双线性插值模拟采样、阈值先验约束、坐标系同步变换等技术来提高算法的有效性。通过对仿真和实际视频序列的处理对算法进行了验证。     

双曲面折反射全景成像系统

给出了双曲面折反射全景成像系统的设计方法，推导了系统的逆投影计算公式，建立了虚拟像面内透视全景图像与实际像平面内全景图像的坐标映射关系，为全景视频图像的处理提供了必要的模型和计算方法。提出了全景成像系统设计方法，研制出双曲面反射镜，建立了双曲面折反射全景成像系统。     

Exciton energy transfer between adsorbates

The electron excitation energy transfer between adsorbed molecules on a solid surface via virtual and real surface excitons is considered. The rate of energy transfer via virtual excitons is calculated analytically. The nonradiative energy transfer to surface impurity centers is considered in the case of rapid migration of virtual or real excitons leading to repeatedly changed distances between centers of excitation localization. A theoretical model of the kinetics of “surface exciton-T-center” cross annihilation is constructed as a mirror image of the theory of cross annihilation of oxygen-containing objects adapted to a system of quasiparticles.     

Secured data transmissions in corporeal unmanned device to device using machine learning algorithm

Cyber–physical systems (CPS) for device-to-device (D2D) communications are gaining prominence in today’s sophisticated data transmission infrastructures. This research intends to develop a new model for UAV transmissions across distinct network nodes, which is necessary since an automatic monitoring system is required to enhance the current D2D application infrastructure. The real time significance of proposed UAV for D2D communications can be observed during data transmission state where individual data will have huge impact on maximizing the D2D security. Additionally, through the use of simulation, an exploratory persistence tool is offered for CPS networks with fully characterized energy issues. This UAV CPS paradigm is based on mobility nodes, which host concurrent systems and control algorithms. In sixth-generation networks, when there are no barriers and the collision rate is low and the connectivity is fast, the method is also feasible. Unmanned aerial vehicles (UAVs) can now cover great distances, even while encountering hazardous obstacles. When compared to the preexisting models, the simulated values for autonomous, collision, and parametric reliability are much better by an average of 87%. The proposed model, however, is shown to be highly independent and exhibits stable perceptual behaviour. The proposed UAV approach is optimal for real-time applications due to its potential for more secure operation via a variety of different communication modules.     

虚物成像适用理论的论证

关于虚物成像问题多有论文发表,但都忽略事先论证虚物是否具有光学成像物的属性,实物成像理论是否适用于虚物.这些文章都是直接把虚物当做实物而运用实物作图成像方法,举例阐明虚物作图成像方法.本文通过物与像之间的共轭关系,虚物成像公式的推导证明:虚物是光学成像之物,具有光学成像物的一切属性.可以应用所有实物成像理论和方法求解虚...