虚拟维修培训中基于知识的操作响应机制研究与实现

虚拟维修培训中基于知识的操作响应机制研究与实现

一、虚拟维修训练中基于知识的操作响应机制研究与实现(论文文献综述)

姚寿文,胡子然,柳博文,丁佳,常富祥,栗丽辉[1](2021)在《基于实时装配状态感知和直观性交互的虚拟现实辅助维修训练》文中研究指明为了提高虚拟维修训练时零件的定位精度,丰富人机交互功能,反映贴近实际的操作过程,提高操作者的训练质量,基于虚拟现实辅助技术,研究了装配约束感知与建立算法,可实现根据当前的装配状态实时建立正确的装配约束。基于直观性交互建立了"导师&助教"多模式指导方法。在Unity3D环境中开发了虚拟手、虚拟工具的无标记交互操作方式,并通过HMD(head-mounted display,头盔显示器)实现虚拟环境的立体可视化。开发了虚拟维修训练系统,并以某型号洗衣机为对象进行了测试。结果表明,该系统不仅可使零件的装配关系定位更加精确,模拟出更真实的拆装过程,还可以通过直观性交互帮助操作者更好地完成任务,消除了实装训练的不足,大大提升了维修训练的效费比。

谢军[2](2020)在《桌面式飞机虚拟维修训练系统研发》文中认为我国航空业近年来发展十分迅速,航空维修是保障航空安全及运营的基础。长期以来,航空维修实践训练都依赖实体飞机或设备。受各方面条件限制,难以实现真实航空维修中的测试、故障排除等系统性或流程性工作的训练。虚拟维修训练系统能完成某些实体训练中不具备或难以开展的训练内容,同时还能和实体训练内容相互补充、虚实结合,从而丰富飞机维修训练的方式,达到更好的训练效果。此外,虚拟维修训练方式还能降低训练费用、突破环境条件限制、提高安全性和启发学员兴趣。本文在分析航空维修的特点及对比面向设计和面向训练的虚拟维修应用系统差异的基础上,对虚拟维修训练的需求进行了分析,实现了一种桌面式虚拟维修训练系统的功能和结构设计。为了实现训练系统的开发,本文研究了三维建模、碰撞检测、人机交互和训练效果评估等关键技术。对虚拟训练系统的碰撞检测中常用的球形包围盒Sphere和轴向层次包围盒AABB数学模型进行了研究和对比分析,对桌面式虚拟应用系统的人机交互范式进行了研究,建立了基于AHP的虚拟维修训练效果评估模型。完成了以A320neo飞机为核心的包括各种维修工具、设施设备和机场地形的三维模型建立,并制作模型表面贴图。在此基础上,利用Unity3D三维引擎将以上已开发的资源进行整合,设计创建训练任务场景,采用C#语言编写脚本控制程序并设计开发图形用户界面。最后,本文面向飞机维修训练实际需要,结合最新民航法规对航空维修实训的要求,实现了以A320neo飞机为训练对象的桌面式飞机虚拟维修训练原型系统开发,验证了评估模型和训练系统设计方法的有效性。

王浩[3](2019)在《分布式虚拟维修系统的多场景协同机制研究》文中研究说明分布式虚拟环境提供一个共享的虚拟世界,通过网络将位于不同地理位置的多个节点相连接,节点之间通过共享信息产生交互,为某一共同目标进行协同仿真。然而网络传输过程中固有的延迟、丢包、带宽限制等问题会导致分布式虚拟环境中各节点执行操作时发生错乱,从而产生场景不一致问题。为解决上述问题,本文以自主研发的分布式虚拟维修系统为平台,分析了多场景协同的模型,针对一致性与响应性的需求,提出动态延迟的本地滞后方法;结合对并发控制的分析,提出了基于操作属性融合的并发控制方法。最后在该平台上验证了提出的协同机制的有效性。本文的主要工作如下:第一,分析了分布式虚拟维修系统运行过程中对多场景协同的一致性、并发性和响应性的需求,对常用的一致性和并发性控制方法进行了分析,并总结了影响多场景协同的主要因素。第二,提出动态延迟的本地滞后方法,采用有限状态机对多场景协同建模,各节点以操作的触发时间为基准,延迟一定时间再执行操作,保证执行的顺序一致与时间一致。使用基于二叉搜索树的数据结构,周期性地存储节点间传输的延迟时间,过滤其中的最大值以拟合出新的本地滞后时间,实现动态延迟。第三,提出基于操作属性融合的并发控制方法,允许用户在客户端中直接执行操作,并将其存储在取消操作集中,在出现冲突时执行回滚。在服务器端采用消除冲突的方法,融合针对同一属性的并发操作,将新产生的操作序列作用于场景拷贝上以获得新状态,并将其发送到客户端。第四,介绍了自主研发的分布式虚拟维修系统,并在该系统中验证了多场景协同机制的效果。

杨柳[4](2019)在《分布式虚拟维修系统的机务虚拟人设计》文中进行了进一步梳理在机务虚拟训练中,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化到目标状态;遵循关节旋转量最小原则建立虚拟人上肢运动链层次化模型,给出肘部冗余自由度求解思路,并设计演示实例,验证了求解方法的可行性;对虚拟人的过渡行为和操作逻辑进行分析,建立基于维修活动空间划分的虚拟人过渡行为模型,实现虚拟人各层行为的自动有序生成。最后,在分布式虚拟维修训练系统中对混合驱动方法进行验证,采用表面模型和层次模型相结合的方式建立机务虚拟人三维模型,并导入虚拟环境中,实现单个虚拟人完成维修操作和多个虚拟人协同完成维修操作的仿真。结果表明采用虚拟人行为混合驱动的方法能够准确的控制虚拟人完成机务虚拟维修操作,实现虚拟人与虚拟人之间、虚拟人与维修对象的实时交互。

王思琦[5](2018)在《虚拟维修平台交互式表现方法研究》文中研究说明虚拟维修是当前维修领域新兴的维修方式,交互式虚拟维修平台则是虚拟维修技术在维修领域的实际应用。该平台为维修人员提供一整套完整的维修训练方法,但平台的构建涉及内容较多,开发相对复杂,且耗费时间周期较长,其功能表现形式也往往直接影响平台的友好性。为解决以上问题,本文以虚拟维修所涉及的交互技术为基础,对平台的表现方法展开深入研究。在虚拟维修平台交互式拆卸方面,根据训练需求,提出三种拆卸方案和三种维修工具管理模式,并采用Louvain算法对基于约束关系的拆卸信息模型进行社团划分,结合多目标蚁群算法进行序列规划;在样机巡检类维护方面,给出巡检方法的设计流程,并确定巡检点和巡检范围内视点变化的求解方法;此外,对平台中故障的表现方法进行探讨,给出故障在平台中的两种表现形式,并采用基于故障树的知识表示方法,进行交互式动态建树;针对人员维修能力,采用基于层次分析法进行评估。结合以上交互式表现方法的研究以及维修企业对维修人员的实际要求,对虚拟维修平台交互式表现方法进行标准化研究工作,通过对平台的需求及定位分析,确定平台的架构方法和功能表现形式,并进一步对平台进行通用化处理。最后,对通用型虚拟维修平台进行框架设计,并以AS350直升机样机作为案例,进行所提方法的验证。通过对虚拟维修平台交互式表现方法的研究,确定了平台构建的一般方法及表现形式,并对虚拟维修平台的开发制定了标准化的建设方案,为维修企业或相关维修单位对虚拟维修的研究提供了参考。

王国新[6](2018)在《某型综合扫雷车液压系统虚拟维修训练系统设计与实现》文中提出某型综合扫雷车在战争中对部队的机动起着重要的作用,其液压系统结构复杂、维修技术要求高,且液压元件价格高昂使得该装备的战斗力长期得不到提升。针对装备维修训练中存在的问题,本文开发了虚拟维修训练系统实现了对常见故障的全覆盖,资源可视化与互动化程度高,对装备维修训练水平的提高具有现实而高效的意义,为装备战斗力的提升发挥了积极的作用。本文完成的主要工作有:(1)提出了操作流程与故障树相对应的建模方法,构建了集“流程、数据、步骤、方法”于一体的故障分析模型。按照“装备操作—故障现象—故障原因—排除方法”基本逻辑构建“故障树”,每个故障现象为一个“分支”,按“故障原因分析、修复方法、资源需求”构建分析链路,每个链路集成“图片、文字、视频、动画”等综合信息,形成相应的故障分析模型。(2)基于可编程逻辑控制器(PLC)技术研制了半实物操作终端。半实物操作终端主要由计算机、控制箱及操作面板三大部分组成,计算机主机完成采集信号的数据处理与分析,控制箱用于根据计算机主机的指令采集操作面板手柄和开关的状态信息,经模数转换与逻辑处理后送至计算机。内嵌于计算机的虚拟仿真系统模拟处理输入数据,得出相应控制结果,下传可编程控制器,控制器控制指示灯的点亮与熄灭,完成对操作手柄、开关输入的响应。(3)基于Unity 3D开发了维修训练软件平台。运用串口通信技术,实现软硬件的通信;基于增强现实技术(AR)开发了液压元器件学习终端;基于虚拟现实技术(VR)研制了沉浸式整装结构学习和虚拟拆装实习终端。以场景作为模块划分依据,按照“平台+组件”模式整合系统,实现结构学习、原理演示、拆装训练、维修训练、资料查询和考核等功能。

刘同强[7](2017)在《基于VR环境下飞机前起落架虚拟维修的研究》文中进行了进一步梳理随着虚拟现实技术的不断进步,飞机虚拟维修相关研究领域对虚拟现实技术的需求变得尤为强烈。起落架是飞机的重要关键部件之一,承担着飞机的起飞和降落的任务,是飞机的重要承力部件。相关维修资料显示,飞机2/3以上的结构事故都是由于起落架结构或者与起落架相关引起的。前起落架是一般民机起落架的三大组成之一,承担着飞机落地以及转向的重任,是飞机安全飞行的关键部件。前起落架的维修若采用虚拟维修技术可以提升维修训练的水平,通过现代化虚拟现实技术方式传授维修知识和维修技巧,可以解决传统维修培训手段落后的情况,可以解决民机维修人员的维修能力不足、维修效率偏低和维修成本高昂等问题。因此,本文开展了基于VR环境下飞机前起落架虚拟维修的研究,对前起落架虚拟维修建模相关技术展开研究,对前起落架虚拟维修系统总体设计进行探讨,得出系统解决方案,重点是建立沉浸环境下前起落架的虚拟维修系统。本文完成主要工作及结论如下:本文对前起落架虚拟维修建模技术展开研究,建立前起落架虚拟维修系统的框架结构,对沉浸式虚拟维修的基本组成进行构建,给出系统的开发流程,利用3ds Max对前起落架模型进行分层建模并对模型进行优化处理。本文对前起落架虚拟拆装系统进行研究,利用前起落架的虚拟拆装代替真实前起落架的拆装,使用Unity3D虚拟引擎通过C#语言编写控制脚本实现前起落架各部分系统零件拆装演示,建立前起落架虚拟维修拆卸仿真的维修系统,为前起落架的虚拟维修提供技术支持。本文建立了沉浸环境下的前起落架虚拟维修的系统,利用HTC VIVE构建虚拟维修环境,配合Unity3D虚拟引擎,实现前起落架的整体展示、零部件介绍、虚拟拆卸和组装、虚拟拆装的考核练习以及考核评价等模块功能。本文所做的前起落架虚拟维修系统是VR技术在民机维修中的典型应用,相对于传统的前起落架维修训练方式,突破了时间和空间的限制,使用人员能达到像在真实环境中一样对设备的零部件进行各类拆分与组装实训,在操作过程中还能进行观看主要零部件介绍、学习前起落架拆卸和组装、使用虚拟交互设备进行装配和拆卸练习及训练考核。本文研究的VR环境下前起落架的虚拟维修,是当今民机维修性的重要发展方向,其研究的基本方法和思路为民机探索维修性发展工作具有一定的应用价值和参考意义。

蔡韦旭[8](2017)在《虚拟维修训练认知过程中视觉注意和认知负荷的研究》文中研究说明随着科学技术的不断进步和快速发展,大型装备结构变得越来越复杂,维修技术难度和维修成本越来越高。虚拟维修训练,一种利用虚拟现实技术进行虚拟维修的方法,解决了传统维修训练中的消耗资源大、受环境影响、无法提前分析维修性等难题,得到了广泛的关注和研究。本文针对虚拟维修训练过程中的认知负荷情况和视觉注意情况展开了研究,主要包括几个部分:(1)介绍了虚拟维修训练的背景和国内外研究现状,总结当前存在的问题并提出了本文主要研究内容——虚拟维修训练中视觉注意和认知负荷情况的研究。(2)介绍了视觉注意机制以及视觉注意分配的概念和视觉注意模型,认知负荷概念及产生,认知负荷的分类,影响认知负荷的设计效应以及认知负荷的评价方法,为接下来的研究打好了基础。(3)降低虚拟维修训练过程中认知负荷的方法的研究。在影响认知负荷效应的基础上,通过设计对比实验研究了冗余效应和通道效应以及它们的交互效应在不同程度认知负荷下对虚拟维修训练受训人员的认知负荷的影响。(4)认知负荷的综合评价方法研究。本文通过研究认知负荷的各种测量方法的优缺点,建立了一个综合评价方法的数学模型,该模型综合了主观评价法,任务绩效评价法以及生理指标评价法,并设计对比实验,验证了该模型的可靠性。(5)基于神经网络的认知负荷评估模型研究。本文将认知负荷分为三个等级,用主观、生理和任务绩效三个方面的5个指标作为依据,建立BP神经网络模型和概率神经网络模型对认知负荷进行评估并比较了两种模型的优劣。(6)不同认知负荷下视觉注意分配的研究。本文通过设计对比实验,研究了不同认知水平受训人员的视觉注意资源随不同任务环境进行动态分配的情况,并结合任务完成情况来分析了不同程度认知负荷对受训人员视觉注意分配的影响。

邵欣桐[9](2013)在《基于虚拟仪表的交互式故障诊断与排故仿真技术研究》文中指出随着虚拟现实技术和计算机技术的快速发展,虚拟维修技术及其运用成为近些年来研究的重点,尤其在航空航天领域得到了广泛运用,将先进的虚拟维修手段运用于行业人员的维修训练是民航维修领域内重要的研究课题之一。当前大型民用客机由于其部件系统繁多,组织构成复杂,飞机运行的环境较为恶劣且复杂多变,很容易产生各种故障,对飞机的安全性造成严重的影响。为了实现飞机可靠安全的飞行,关键是要及时准确对飞机进行故障诊断,制定高效、合理的维修计划。开展虚拟现实下的飞机故障诊断研究可以及时发现故障部位和故障严重程度,减少人力物力投入,提高飞行效率,它也是实现先进的维修思想和维修方式的必要手段和前提条件。本文以虚拟现实技术、面向对象程序设计技术和人机交互技术为基础,以实际维修训练为研究对象,开发了飞机交互式故障诊断与排故仿真系统。从虚拟环境建模、虚拟仪表技术、专家系统、交互式故障诊断以及排故流程仿真等多个方面对系统的开发过程进行了详细的描述;针对本系统的设计和实现中遇到的问题,提出了相应的解决方法;研究了系统中遇到的关键技术,分析了它们的原理和实现方法,最后实现了基于虚拟仪表的飞机交互式故障诊断与排故仿真系统。研究过程中做的主要工作包括:创建了虚拟维修环境;设计了人机交互系统;研究了虚拟仪表生成技术及其之间的通信,并对主要功能面板进行仿真,实现交互式地仪表操作;研究了智能故障诊断方法及相关的关键技术,建立了专家系统用于虚拟环境下飞机的故障诊断和排故仿真;最后通过实例再现了针对于某一故障征兆的诊断和排故流程。

白中甲[10](2013)在《虚拟维修中的情景认知研究》文中指出有生产工具的地方就有维修。人类进入机械化时代后,面临着日益繁重的维修任务。如何在日常生活中做好对生产工具的维修保障工作,提高维修过程的合理性,改善生产工具的维修性设计性能,完善维修人员培训体系等等问题应运而生。而随着计算机仿真技术和虚拟现实技术的迅猛发展,使得虚拟维修系统下的维修性设计、维修过程模拟、维修性控制等成为可能。本文通过对国内外研究现状的分析道明了虚拟维修中的情景认知研究课题来源、背景及研究意义。虚拟维修中的情景认知研究工作可以提高虚拟维修系统平台界面的人机界面交互水平,同时对用户在维修性过程中的情景认知能力提升有很大帮助。针对虚拟维修系统中的环境特点和维修要求,给出了虚拟维修中的情景认知的定义,分析比较了认知模型中的三大典型类型,在GunDisassembly2训练平台下展开几种枪械的拆卸实验,针对虚拟维修系统平台下不同层次维修人员的特性,总结维修过程中的注意力扫视策略及规律,分析数据并进行总结,对虚拟维修训练系统的设计及培训具有较好的指导意义。

二、虚拟维修训练中基于知识的操作响应机制研究与实现(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、虚拟维修训练中基于知识的操作响应机制研究与实现(论文提纲范文)

(1)基于实时装配状态感知和直观性交互的虚拟现实辅助维修训练(论文提纲范文)

1 装配约束实时感知与建立技术
2 多模式交互指导方法
    2.1 基于手势识别的多模块电子手册的“导师”指导
    2.2 基于视线碰撞信息显示的“助教”指导
3 虚拟维修训练系统的设计与测试
    3.1 虚拟维修训练的操作仿真
    3.2 虚拟维修训练系统的设计
    3.3 虚拟维修训练系统的测试
4 结语

(2)桌面式飞机虚拟维修训练系统研发(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 虚拟维修训练系统设计
    2.1 总体需求分析
        2.1.1 航空维修的特点
        2.1.2 虚拟维修训练系统特点及要求
    2.2 开发环境及路线选择
        2.2.1 开发环境
        2.2.2 开发路线选择
    2.3 开发工具选择
        2.3.1 三维建模工具选择
        2.3.2 三维引擎选择
    2.4 训练系统内容及框架设计
        2.4.1 训练系统内容设计
        2.4.2 训练系统框架设计
    2.5 本章小结
第三章 虚拟维修训练系统关键技术研究
    3.1 三维建模技术
        3.1.1 三维建模的方式
        3.1.2 多边形和曲面建模
    3.2 碰撞检测技术
        3.2.1 碰撞检测算法类型
        3.2.2 基于图形的碰撞检测方法
        3.2.3 碰撞体特点及其原理
    3.3 人机交互技术
        3.3.1 人机交互原理和目标
        3.3.2 人机交互范式
    3.4 虚拟维修训练评价方法
        3.4.1 评价方法选择
        3.4.2 建立评价模型
    3.5 本章小结
第四章 虚拟维修训练系统模型建立
    4.1 飞机建模及贴图制作
    4.2 工具建模及贴图制作
    4.3 辅助设备建模及贴图制作
    4.4 场景设计建模
    4.5 本章小结
第五章 A320neo飞机虚拟维修训练系统的实现
    5.1 系统开发流程
    5.2 Unity3D简介
        5.2.1 常用基本概念
        5.2.2 Unity3D界面窗口
    5.3 漫游模式的实现
    5.4 任务模式的实现
    5.5 图形用户界面开发
    5.6 系统程序调试及发布
    5.7 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢

(3)分布式虚拟维修系统的多场景协同机制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 论文的主要内容和结构安排
第二章 多场景协同的基础理论
    2.1 常用一致性控制方法
        2.1.1 锁同步
        2.1.2 航位推测
        2.1.3 本地滞后
        2.1.4 延迟一致性控制
        2.1.5 时间扭曲
    2.2 并发控制机制
        2.2.1 悲观并发控制机制
        2.2.2 乐观并发控制机制
    2.3 影响协同的主要因素
        2.3.1 网络延迟
        2.3.2 丢包
        2.3.3 带宽限制
    2.4 小结
第三章 多场景协同机制的设计
    3.1 多场景协同需求和建模
        3.1.1 协同需求
        3.1.2 系统建模
    3.2 动态延迟的本地滞后方法
        3.2.1 方法概述
        3.2.2 初始化阶段
        3.2.3 操作发送阶段
        3.2.4 操作接收阶段
        3.2.5 本地滞后时间的动态延迟
        3.2.6 优势分析
    3.3 基于操作属性融合的并发控制机制
        3.3.1 基本思想
        3.3.2 基本设计
        3.3.3 基本实现
        3.3.4 优势分析
    3.4 数据优化设计
        3.4.1 兴趣域管理
        3.4.2 基于航位推测的数据传输
        3.4.3 传输协议的选择
    3.5 小结
第四章 多场景协同机制的仿真验证
    4.1 分布式虚拟维修系统
        4.1.1 系统结构
        4.1.2 运行环境
        4.1.3 运行界面
    4.2 仿真结果分析
        4.2.1 评估指标
        4.2.2 实验仿真
    4.3 小结
总结与展望
致谢
参考文献
作者简介

(4)分布式虚拟维修系统的机务虚拟人设计(论文提纲范文)

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

(5)虚拟维修平台交互式表现方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 论文选题的背景和意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 发展趋势
    1.3 本文主要研究内容与章节安排
        1.3.1 本文主要研究内容
        1.3.2 章节安排
第二章 虚拟维修基础理论
    2.1 虚拟维修理论概述
        2.1.1 虚拟维修的概念及特点
        2.1.2 虚拟维修系统的结构及分类
    2.2 虚拟维修平台涉及关键技术
    2.3 平台交互技术研究
        2.3.1 流行引擎的介绍与对比
        2.3.2 交互技术的结构划分
    2.4 多通道交互技术
    2.5 碰撞检测技术
    2.6 本章小结
第三章 虚拟维修平台交互式表现技术研究
    3.1 零部件交互式拆卸表现方法
        3.1.1 正常拆卸表现方法
        3.1.2 快速拆卸表现方法
        3.1.3 考核训练拆卸表现方法
    3.2 基于零部件序列规划的拆卸操作表现方法
        3.2.1 基于约束关系的零部件信息模型
        3.2.2 基于改进Louvain算法的零件社团化处理
        3.2.3 基于多目标蚁群算法的复杂设备拆卸序列规划
        3.2.4 拆卸序列规划实例应用及分析
    3.3 巡检类维护表现方法研究
        3.3.1 巡检内容及流程
        3.3.2 巡检类维护表现技术研究
    3.4 故障可视化表现方法
        3.4.1 故障诊断流程及表现方法
        3.4.2 故障的知识表示方法
    3.5 维修工具可视化表现方法
        3.5.1 虚拟维修工具的可视化
        3.5.2 虚拟维修工具在人-机交互环境中的表现形式
    3.6 虚拟维修训练综合评估表现方法
        3.6.1 基于AHP的评价方法
        3.6.2 维修性训练评价方法验证
    3.7 本章小结
第四章 虚拟维修平台交互式表现方法的标准化研究
    4.1 虚拟维修平台表现方法的标准化模式
        4.1.1 表现方法标准化的意义和作用
        4.1.2 平台标准化方法
    4.2 平台表现方法标准化内容
        4.2.1 平台软件分类
        4.2.2 平台设计原则
        4.2.3 平台定位及架构
        4.2.4 软硬件要求
        4.2.5 功能与表现方式的标准化
    4.3 本章小结
第五章 交互式虚拟维修平台通用框架设计
    5.1 交互式虚拟维修平台总体框架
        5.1.1 平台开发技术路线
        5.1.2 平台模块化设计
        5.1.3 平台框架设计
    5.2 维修样机的交互特征可视化模块
        5.2.1 通用虚拟场景的构建及模型加载
        5.2.2 三维模型到虚拟场景的数据转换
    5.3 通用平台的功能设计
        5.3.1 人机交互界面
        5.3.2 交互式拆装模块
        5.3.3 巡检维护模块
        5.3.4 故障诊断可视化模块
        5.3.5 维修训练综合评价模块
    5.4 数据库设计模块
        5.4.1 零件数据与场景显示
        5.4.2 故障案例数据存储方法
        5.4.3 训练考核评估数据存储方法
    5.5 辅助功能设计实现
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
作者简介

(6)某型综合扫雷车液压系统虚拟维修训练系统设计与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的及意义
    1.3 国内外研究现状与发展趋势
        1.3.1 装备故障诊断
        1.3.2 装备维修的现状与发展趋势
        1.3.3 装备维修训练的发展现状与趋势
        1.3.4 虚拟维修训练
    1.4 研究内容
第二章 软件介绍与故障分类及检修
    2.1 软件介绍
        2.1.1 Unity3D
        2.1.2 3DS Max
        2.1.3 可编程逻辑控制器
    2.2 故障分类与检修
        2.2.1 液压系统原理分析
        2.2.2 故障分类的原则
        2.2.3 扫雷车的常见故障分析与检修
第三章 虚拟维修训练平台设计与实现
    3.1 软件功能模块设计
        3.1.1 主菜单场景
        3.1.2 装备概述场景
        3.1.3 结构组成场景
        3.1.4 液压回路场景
        3.1.5 整体拆装场景
        3.1.6 查阅资料场景
        3.1.7 维修训练场景
        3.1.8 考核系统场景
        3.1.9 作业模拟场景
        3.1.10 部件维修场景
    3.2 软件操作流程设计
        3.2.1 训练流程设计
        3.2.2 考核流程设计
    3.3 虚拟维修训练数据开发
        3.3.1 三维模型数据
        3.3.2 三维液压回路数据
        3.3.3 二维液压回路数据
        3.3.4 故障诊断模型数据
        3.3.5 3D book数据
    3.4 软件功能技术实现
        3.4.1 windows触摸屏技术实现
        3.4.2 打开并操作外部程序技术实现
        3.4.3 串口通信技术实现
        3.4.4 摄像机动画技术实现
        3.4.5 高光显示效果实现
第四章 半实物仿真训练操作终端设计与实现
    4.1 上装操作控制器设计与实现
        4.1.1 控制箱设计
        4.1.2 控制面板设计
        4.1.3 控制开关设计
        4.1.4 主操纵盒控制软件
        4.1.5 操作显示控制软件
        4.1.6 通信协议设计与实现
    4.2 升降模拟训练台设计与实现
第五章 沉浸/增强式操作终端设计与实现
    5.1 部件拆装学习终端
        5.1.1 部件拆装实习终端构成
        5.1.2 虚拟手位姿控制模型
    5.2 液压系统学习终端
        5.2.1 基于AR技术的液压系统工作流程
        5.2.2 基于AR技术的液压系统实现
第六章 总结和建议
    6.1 总结
    6.2 建议
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
附录1
附录2
附录3
附录4
附录5
附录6
附录7
附录8
附录9
附录10

(7)基于VR环境下飞机前起落架虚拟维修的研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 论文结构
    1.4 本章小结
第二章 虚拟维修的关建技术介绍
    2.1 虚拟维修技术介绍
        2.1.1 虚拟现实技术
        2.1.2 虚拟维修技术
        2.1.3 虚拟维修的优势和仿真方式
        2.1.4 虚拟维修系统的优点
    2.2 虚拟维修系统的开发平台、建模软件和硬件设备
        2.2.1 虚拟维修系统开发的软件平台
        2.2.2 虚拟维修系统的建模软件
        2.2.3 虚拟维修系统开发的硬件设备
    2.3 本章小结
第三章 前起落虚拟维修训练系统总体设计
    3.1 系统总体设计思想
        3.1.1 系统的设计目标
        3.1.2 系统解决方案
    3.2 系统的主要功能模块
    3.3 飞机前起落架虚拟维修系统的方案设计
    3.4 系统开发流程
    3.5 本章小结
第四章 前起落架虚拟维修建模研究
    4.1 虚拟维修样机的概念
    4.2 前起落架建模分析
    4.3 零部件的位姿信息
    4.4 模型的构造方法
        4.4.1 3DsMax的建模方法
        4.4.2 3DsMax在虚拟现实建模中的关键问题
    4.5 前起落架模型的构建
    4.6 本章小结
第五章 前起落架虚拟拆装系统的研究
    5.1 系统总体框架设计
    5.2 系统开发的设计
    5.3 关键功能实现
        5.3.1 鼠标拖动功能
        5.3.2 识别安装位置功能
        5.3.3 零件的表面材质变化功能
        5.3.4 前起落架拆卸功能
        5.3.5 前起落架装配功能
    5.4 虚拟装配的实现
    5.5 本章小结
第六章 前起落架虚拟维修系统的构建和测试
    6.1 虚拟维修系统需达成的功能
    6.2 测试环境的调试
    6.3 系统构建和功能测试
        6.3.1 系统界面
        6.3.2 演示模块构建和测试
        6.3.3 练习模块构建和测试
        6.3.4 考核模块构建和测试
    6.4 测试总结
    6.5 本章小结
第七章 总结与展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果
致谢

(8)虚拟维修训练认知过程中视觉注意和认知负荷的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的和研究意义
        1.2.1 研究目的
        1.2.2 研究意义
    1.3 国内外研究现状
    1.4 研究内容和论文结构
    1.5 本章小结
第二章 相关理论知识研究
    2.1 虚拟维修训练
        2.1.1 维修训练
        2.1.2 虚拟维修训练
    2.2 视觉注意
    2.3 认知负荷
        2.3.1 认知负荷的定义
        2.3.2 认知负荷的分类
        2.3.3 降低认知负荷的效应研究
        2.3.4 认知负荷评估方法的研究
    2.4 本章小结
第三章 降低认知负荷的方法研究
    3.1 实验背景
    3.2 实验内容
    3.3 实验平台
    3.4 实验材料
    3.5 实验被试选择
    3.6 实验设计
    3.7 实验一 冗余效应对虚拟维修训练中认知负荷的影响实验
        3.7.1 实验一设计
        3.7.2 实验一步骤
        3.7.3 实验一结果分析
        3.7.4 整体讨论
    3.8 实验二 通道效应对虚拟维修训练中认知负荷的影响实验
        3.8.1 实验二设计
        3.8.2 实验二步骤
        3.8.3 实验二结果与分析
        3.8.4 整体讨论
    3.9 实验三: 通道效应和冗余效应交互作用对虚拟维修训练负荷的影响
        3.9.1 实验三设计
        3.9.2 实验三步骤
        3.9.3 实验三结果与分析
        3.9.4 整体讨论
    3.10 本章小结
第四章 认知负荷的综合评价方法研究
    4.1 前言
    4.2 认知负荷的综合评价基本模型建立
    4.3 实验验证
        4.3.1 实验任务设计
        4.3.2 评估指标的选择和处理
        4.3.3 实验被试
        4.3.4 实验器材
        4.3.5 实验步骤
        4.3.6 结果与分析
        4.3.7 整体讨论
    4.4 本章小结
第五章 基于神经网络的认知负荷评估模型研究
    5.1 人工神经网络概述
    5.2 BP神经网络模型
        5.2.1 BP神经网络在认知负荷评估建模中的设计
        5.2.2 BP神经网络建模分析
        5.2.3 评估结果分析
    5.3 概率神经网络模型
        5.3.1 概率神经网络在认知负荷评估建模中的设计
        5.3.2 网络建模分析
        5.3.3 评估结果分析
    5.4 本章小结
第六章 不同认知负荷下视觉注意分配的实验研究
    6.1 眼动实验原理
    6.2 实验背景
    6.3 实验方法
        6.3.1 实验被试的划分与选择
        6.3.2 实验平台
    6.4 实验设计
    6.5 实验步骤
    6.6 实验结果分析
        6.6.1 任务一 开关寻找任务中注意力分配和认知负荷情况
        6.6.2 任务二 用炮和调炮任务中注意力分配和认知负荷情况
        6.6.3 任务三 收炮任务中任务完成情况注意力分配
    6.7 整体讨论
    6.8 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 论文总结
    7.2 未来研究与展望
参考文献
致谢
硕士期间发表论文

(9)基于虚拟仪表的交互式故障诊断与排故仿真技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 虚拟维修训练国外研究现状
        1.2.2 虚拟维修训练国内研究现状
        1.2.3 虚拟仪表技术研究进展与现状
    1.3 本文主要研究内容和章节安排
        1.3.1 本文主要研究内容
        1.3.2 本文章节安排
第二章 虚拟维修与虚拟交互技术
    2.1 虚拟维修的理论基础
        2.1.1 虚拟维修的定义
        2.1.2 虚拟维修的特点
        2.1.3 虚拟维修应用研究
        2.1.4 虚拟维修及相关技术的关系
    2.2 虚拟维修系统基本概要
        2.2.1 虚拟维修系统的要求
        2.2.2 虚拟维修系统的一般结构要求
        2.2.3 以系统设计为中心的沉浸式虚拟维修系统结构
        2.2.4 虚拟维修系统的开发过程
    2.3 虚拟维修仿真中的交互技术的研究方法
        2.3.1 虚拟环境中基本的交互任务
        2.3.2 交互任务中交互技术的结构划分
        2.3.3 沉浸式虚拟环境中交互技术的基本设计准则
        2.3.4 交互技术设计与评价流程
    2.4 本章小结
第三章 虚拟仪表技术
    3.1 虚拟仪表的概念和建立
        3.1.1 虚拟仪表的概念
        3.1.2 虚拟仪表与传统仪表的比较
    3.2 虚拟仪表开发方法与过程
        3.2.1 VC中实现虚拟仪表类的设计思想
        3.2.2 VC中实现虚拟仪表类的设计方法
        3.2.3 通用虚拟仪表类的封装和移植
        3.2.4 基于虚拟仪表类的其他航空面板组件仿真
        3.2.5 虚拟仪表的通信
        3.2.6 虚拟仪表开发过程实例
    3.3 多线程技术的引入
    3.4 虚拟仪表生成技术遇到的问题
        3.4.1 屏幕闪烁成因及消除法
    3.5 虚拟仪表技术应用前景分析
    3.6 本章小结
第四章 故障诊断与排故仿真研究
    4.1 故障诊断理论基础
        4.1.1 故障诊断的定义
        4.1.2 故障诊断的目的和任务
        4.1.3 故障诊断的常用方法和一般流程
    4.2 故障诊断专家系统的基本结构
    4.3 故障诊断专家系统知识库的建立
        4.3.1 专家系统知识的表示形式
        4.3.2 交互式故障诊断系统知识库建立
    4.4 故障诊断专家系统推理机的设计
        4.4.1 推理方式及其分类
        4.4.2 推理机的驱动方式
    4.5 排故操作过程的仿真
        4.5.1 排故仿真操作流程模型的建立
        4.5.2 排故系统操作响应模型知识描述
        4.5.3 基于知识的复合式行为响应机制的实现
    4.6 本章小结
第五章 基于虚拟仪表的交互式故障诊断系统
    5.1 系统总体框架
        5.1.1 系统模块化设计
        5.1.2 系统框架设计
    5.2 系统实现
        5.2.1 系统模型设计
        5.2.2 人机交互界面
        5.2.3 数据库管理
        5.2.4 基于虚拟仪表的驾驶舱仿真
        5.2.5 交互式故障诊断
    5.3 实例排故仿真分析
    5.4 本章小结
第六章 总结
致谢
参考文献

(10)虚拟维修中的情景认知研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源、背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 虚拟维修国内研究现状
    1.3 论文的主要研究工作及章节安排
        1.3.1 论文的主要研究工作
        1.3.2 论文结构及章节安排
第二章 虚拟维修系统及分类应用
    2.1 虚拟维修系统
        2.1.1 虚拟维修系统的定义
        2.1.2 虚拟维修系统的特点
        2.1.3 虚拟维修系统的应用展示
    2.2 虚拟维修系统分类
        2.2.1 设计型虚拟维修系统
        2.2.2 生产型虚拟维修系统
        2.2.3 控制型虚拟维修系统
    2.3 本章小结
第三章 情景认知理论
    3.1 情景认知理论历史
        3.1.1 情景认知的涵义
        3.1.2 情景认知理论的研究历史
    3.2 情景认知发展
        3.2.1 情景认知中对信息的搜索过程研究
        3.2.2 情景认知中整合搜索到的信息研究
    3.3 虚拟维修下的情景认知定义
        3.3.1 国际上关于情景认知的定义
        3.3.2 本文中关于情景认知的定义
    3.4 情景认知中的影响因素
    3.5 情景认知的定性模型
        3.5.1 三级情景认知模型
        3.5.2 子系统交互认知模型
        3.5.3 感知循环情景认知模型
    3.6 本章小结
第四章 Gun Disassembly 2训练平台下枪械的拆卸实验
    4.1 研究目的与构思
    4.2 实验装置
    4.3 实验对象
    4.4 实验预备
    4.5 实验任务及步骤
        4.5.1 实验任务一
        4.5.2 实验任务二
        4.5.3 实验任务三
    4.6 实验结果分析
        4.6.1 实验任务一结果分析
        4.6.2 实验任务二结果分析
        4.6.3 实验任务三结果分析
第五章 总结与展望
    5.1 情景认知理论总结
    5.2 Gun Disassembly 2训练平台下枪械的拆卸实验总结
    5.3 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文

四、虚拟维修训练中基于知识的操作响应机制研究与实现(论文参考文献)

  • [1]基于实时装配状态感知和直观性交互的虚拟现实辅助维修训练[J]. 姚寿文,胡子然,柳博文,丁佳,常富祥,栗丽辉. 工程设计学报, 2021(01)
  • [2]桌面式飞机虚拟维修训练系统研发[D]. 谢军. 中国民用航空飞行学院, 2020(12)
  • [3]分布式虚拟维修系统的多场景协同机制研究[D]. 王浩. 中国民航大学, 2019(02)
  • [4]分布式虚拟维修系统的机务虚拟人设计[D]. 杨柳. 中国民航大学, 2019(02)
  • [5]虚拟维修平台交互式表现方法研究[D]. 王思琦. 中国民航大学, 2018(10)
  • [6]某型综合扫雷车液压系统虚拟维修训练系统设计与实现[D]. 王国新. 国防科技大学, 2018(02)
  • [7]基于VR环境下飞机前起落架虚拟维修的研究[D]. 刘同强. 上海工程技术大学, 2017(06)
  • [8]虚拟维修训练认知过程中视觉注意和认知负荷的研究[D]. 蔡韦旭. 北京邮电大学, 2017(03)
  • [9]基于虚拟仪表的交互式故障诊断与排故仿真技术研究[D]. 邵欣桐. 中国民航大学, 2013(03)
  • [10]虚拟维修中的情景认知研究[D]. 白中甲. 北京邮电大学, 2013(04)

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虚拟维修培训中基于知识的操作响应机制研究与实现
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