分布式虚拟维修系统的机务虚拟人设计
发布时间：2021-04-28 16:32
在机务虚拟训练中,维修人员通过控制机务虚拟人模拟真实的维修操作,达到机务维修训练的目的,提高自身的维修技能和理论水平,但在虚拟维修过程中如何自然逼真的模拟维修人员的操作行为,一直是飞机虚拟维修仿真的难题。因此,本文以自主研发的分布式虚拟维修系统为平台,对虚拟人在维修操作过程的行为驱动与生成进行研究,在分析机务维修动态循环的特点和维修人员行为动作相似并发的特性基础上,提出基于逆向运动学与关键帧插值的机务虚拟人行为混合驱动方法,并对维修活动空间进行划分,实现机务虚拟人在该平台上的三维模型的表达与行为的控制,具体内容如下:首先,分析了维修操作过程中维修人员、维修对象、维修工具、维修环境之间的交互和包含关系,归纳总结了机务维修的动态、有序、循环的特点和虚拟人行为动作相似、并发的特性,在此基础上,将维修对象操作过程分解为维修操作准备阶段、维修对象实施阶段和维修操作结束阶段,提出基于维修过程分解的虚拟人行为分层方法,将虚拟人行为划分为维修行为、上肢行为、过渡行为。其次,分别对虚拟人的维修行为、上肢行为、过渡行为展开研究。建立了基于参数化关键帧插值的虚拟人维修行为模型,驱动手部关节运动链从起始状态变...
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文的研究内容及结构安排
1.3.1 论文研究的主要内容
1.3.2 论文的组织结构
1.4 本章小结
第二章 机务虚拟人的行为分析及相关技术
2.1 机务虚拟人定义与行为层次划分
2.1.1 机务维修特点分析
2.1.2 机务虚拟人定义
2.1.3 基于维修过程分解的虚拟人行为层次划分
2.2 虚拟人的几何建模技术
2.2.1 常用的几何建模方法
2.2.2 建模方法分析与比对
2.3 虚拟人的行为控制技术
2.3.1 关键帧插值驱动法
2.3.2 模型驱动法
2.3.3 数据驱动法
2.3.4 行为驱动方法分析与比对
2.4 本章小结
第三章 机务虚拟人混合驱动的行为建模
3.1 虚拟人维修行为动作驱动方法
3.1.1 虚拟人维修行为分析
3.1.2 基于参数化关键帧插值的维修行为模型
3.1.3 虚拟人维修行为动作的实现与测试效果
3.2 虚拟人上肢行为驱动方法
3.2.1 虚拟人上肢运动分析
3.2.2 虚拟人上肢运动链层次化模型
3.2.3 虚拟人上肢运动链的肘部冗余自由度求解思路
3.2.4 基于肘关节旋转量最小的上肢行为姿态求解
3.2.5 虚拟人上肢行为动作实现与测试效果
3.3 虚拟人过渡行为驱动方法
3.3.1 虚拟人过渡行为分析
3.3.2 虚拟人的维修活动空间划分
3.3.3 维修逻辑分析
3.3.4 虚拟人过渡行为自适应模型
3.4 本章小结
第四章 机务虚拟人在分布式系统中的应用与实现
4.1 基于虚拟人的分布式虚拟维修系统
4.1.1 基于虚拟人的分布式系统体系结构
4.1.2 分布式系统功能
4.1.3 虚拟人间的协同交互流程
4.1.4 分布式系统应用模式
4.2 机务虚拟人行为混合驱动的实例应用
4.2.1 虚拟人几何模型的建立
4.2.2 虚拟人导入及在虚拟维修环境的控制
4.2.3 单人完成机务维修操作应用效果
4.2.4 多人协同完成机务维修操作应用效果
4.2.5 结果分析
4.3 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于关联-层次的飞机复杂机电组件虚拟维修建模方法[J]. 董健康,唐超,耿宏. 计算机科学. 2018(12)
[2]武器设备虚拟维修拆卸系统设计仿真研究[J]. 沈延安,叶霖,齐延庆. 计算机仿真. 2018(10)
[3]航天员虚拟交互操作训练多体感融合驱动方法研究[J]. 邹俞,晁建刚,杨进. 图学学报. 2018(04)
[4]基于生物力学的虚拟人运动控制及行走仿真[J]. 王建鹏,秦文虎,孙立博. 计算机辅助设计与图形学学报. 2018(06)
[5]基于多目标遗传算法的虚拟人作业姿态仿真[J]. 武维维,叶林梅,邵晓东,刘焕玲. 计算机集成制造系统. 2019(01)
[6]武器装备虚拟维修训练系统行为树设计与实现[J]. 徐文胜,武博,蒋坚鸿. 系统仿真学报. 2018(07)
[7]虚拟维修训练系统关键技术研究[J]. 郭志荣,王其林,高峰. 兵器装备工程学报. 2018(01)
[8]具有自主感知行为的虚拟人运动控制技术研究综述[J]. 何长鹏,罗鸿斌,张燕. 电脑知识与技术. 2016(27)
[9]航空航天虚拟装配和虚拟维修进展综述[J]. 赵博,刘凤财,向彩霞. 导弹与航天运载技术. 2016(05)
[10]维修仿真中虚拟人运动关键帧插值的基坐标修正方法[J]. 吴旭琤. 科技视界. 2015(23)
博士论文
[1]基于低维特征的虚拟人运动及位姿生成[D]. 吕培.浙江大学 2013
[2]基于运动捕捉的虚拟人关键技术研究[D]. 索宁.中国矿业大学（北京） 2011
[3]虚拟人及其在某型武器维修训练系统中的应用研究[D]. 李洁.南京理工大学 2010
硕士论文
[1]复杂环境中虚拟人运动合成[D]. 宋松.北京交通大学 2014
[2]冗余机械臂单关节故障下的建模与容错控制研究[D]. 佘宇.哈尔滨工业大学 2013
[3]三维人物动画关键技术的研究与实现[D]. 刘卉.中南大学 2012
[4]基于学习的逆向运动学人体运动合成[D]. 万齐亮.华中科技大学 2011
[5]某型装备虚拟维修系统研究[D]. 吕双春.电子科技大学 2010
[6]三维变电站仿真系统中虚拟人行为的研究与实现[D]. 平红燕.华北电力大学（北京） 2010
本文编号：3165804
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文的研究内容及结构安排
1.3.1 论文研究的主要内容
1.3.2 论文的组织结构
1.4 本章小结
第二章 机务虚拟人的行为分析及相关技术
2.1 机务虚拟人定义与行为层次划分
2.1.1 机务维修特点分析
2.1.2 机务虚拟人定义
2.1.3 基于维修过程分解的虚拟人行为层次划分
2.2 虚拟人的几何建模技术
2.2.1 常用的几何建模方法
2.2.2 建模方法分析与比对
2.3 虚拟人的行为控制技术
2.3.1 关键帧插值驱动法
2.3.2 模型驱动法
2.3.3 数据驱动法
2.3.4 行为驱动方法分析与比对
2.4 本章小结
第三章 机务虚拟人混合驱动的行为建模
3.1 虚拟人维修行为动作驱动方法
3.1.1 虚拟人维修行为分析
3.1.2 基于参数化关键帧插值的维修行为模型
3.1.3 虚拟人维修行为动作的实现与测试效果
3.2 虚拟人上肢行为驱动方法
3.2.1 虚拟人上肢运动分析
3.2.2 虚拟人上肢运动链层次化模型
3.2.3 虚拟人上肢运动链的肘部冗余自由度求解思路
3.2.4 基于肘关节旋转量最小的上肢行为姿态求解
3.2.5 虚拟人上肢行为动作实现与测试效果
3.3 虚拟人过渡行为驱动方法
3.3.1 虚拟人过渡行为分析
3.3.2 虚拟人的维修活动空间划分
3.3.3 维修逻辑分析
3.3.4 虚拟人过渡行为自适应模型
3.4 本章小结
第四章 机务虚拟人在分布式系统中的应用与实现
4.1 基于虚拟人的分布式虚拟维修系统
4.1.1 基于虚拟人的分布式系统体系结构
4.1.2 分布式系统功能
4.1.3 虚拟人间的协同交互流程
4.1.4 分布式系统应用模式
4.2 机务虚拟人行为混合驱动的实例应用
4.2.1 虚拟人几何模型的建立
4.2.2 虚拟人导入及在虚拟维修环境的控制
4.2.3 单人完成机务维修操作应用效果
4.2.4 多人协同完成机务维修操作应用效果
4.2.5 结果分析
4.3 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于关联-层次的飞机复杂机电组件虚拟维修建模方法[J]. 董健康,唐超,耿宏. 计算机科学. 2018(12)
[2]武器设备虚拟维修拆卸系统设计仿真研究[J]. 沈延安,叶霖,齐延庆. 计算机仿真. 2018(10)
[3]航天员虚拟交互操作训练多体感融合驱动方法研究[J]. 邹俞,晁建刚,杨进. 图学学报. 2018(04)
[4]基于生物力学的虚拟人运动控制及行走仿真[J]. 王建鹏,秦文虎,孙立博. 计算机辅助设计与图形学学报. 2018(06)
[5]基于多目标遗传算法的虚拟人作业姿态仿真[J]. 武维维,叶林梅,邵晓东,刘焕玲. 计算机集成制造系统. 2019(01)
[6]武器装备虚拟维修训练系统行为树设计与实现[J]. 徐文胜,武博,蒋坚鸿. 系统仿真学报. 2018(07)
[7]虚拟维修训练系统关键技术研究[J]. 郭志荣,王其林,高峰. 兵器装备工程学报. 2018(01)
[8]具有自主感知行为的虚拟人运动控制技术研究综述[J]. 何长鹏,罗鸿斌,张燕. 电脑知识与技术. 2016(27)
[9]航空航天虚拟装配和虚拟维修进展综述[J]. 赵博,刘凤财,向彩霞. 导弹与航天运载技术. 2016(05)
[10]维修仿真中虚拟人运动关键帧插值的基坐标修正方法[J]. 吴旭琤. 科技视界. 2015(23)
博士论文
[1]基于低维特征的虚拟人运动及位姿生成[D]. 吕培.浙江大学 2013
[2]基于运动捕捉的虚拟人关键技术研究[D]. 索宁.中国矿业大学（北京） 2011
[3]虚拟人及其在某型武器维修训练系统中的应用研究[D]. 李洁.南京理工大学 2010
硕士论文
[1]复杂环境中虚拟人运动合成[D]. 宋松.北京交通大学 2014
[2]冗余机械臂单关节故障下的建模与容错控制研究[D]. 佘宇.哈尔滨工业大学 2013
[3]三维人物动画关键技术的研究与实现[D]. 刘卉.中南大学 2012
[4]基于学习的逆向运动学人体运动合成[D]. 万齐亮.华中科技大学 2011
[5]某型装备虚拟维修系统研究[D]. 吕双春.电子科技大学 2010
[6]三维变电站仿真系统中虚拟人行为的研究与实现[D]. 平红燕.华北电力大学（北京） 2010
本文编号：3165804
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