农作物生长模拟三维场景整合平台设计

提出了基于组件和插件的农作物生长三维场景整合平台。该平台提供了一系列3D几何与计算组件,包括曲面、高度场、地形等3D对象,场景组织、绘制引擎、碰撞检测、动画生成等计算组件,以及光照、摄像机的虚拟对象;基于统一定义的插件接口,能够将由不同研究团队开发的植物生长可视化模拟模型嵌入到平台中,从而为农林植物生长模拟模型的整合、重用和互操作提供一个灵活的工具。平台提供了图形化的交互式设计界面,用户能够快速地构建一个复杂的三维农业生产场景,并进行交互式的农作物生长模拟。实验结果表明,平台的交互设计和三维场景绘制能够达到实时的速度,在600万多边形规模的场景中,场景绘制的刷新率达到18帧/s,能够满足实时交互的需要。     

基于视景仿真的联合收获机虚拟试验技术

在对轮式联合收获机作业过程中所受驱动力、行驶阻力以及作业阻力理论分析的基础上,建立轮胎模型、路面模型以及作业过程受力模型,并进行数值仿真,获得整机运动姿态曲线。基于视景仿真驱动平台,建立包括农田、道路、树木、草地等地表环境的逼真虚拟场景,并导入合理简化后的联合收获机整机视景仿真模型,利用Vega API编程接口实现整机在虚拟场景中的运动姿态交互控制,使视景仿真结果更符合实际,为研究联合收获机交互式集成虚拟试验平台打下基础。     

农业装备虚拟试验系统平台的建立

针对农业装备数字化设计技术研究的需求,利用虚拟现实场景建模工具MultiGen Creator和实时场景驱动软件Vega Prime,结合VC++编程语言,开发出一套完整的农业装备虚拟试验系统平台.阐述了系统平台的软硬件组成、功能、结构以及系统的开发流程,对建模过程中运用到的方法、步骤和所涉及到的关键技术进行了研究,此外对Vega Prime应用中的关键技术和难点进行了探讨.测试试验表明,该系统平台运行稳定,具有可靠性和有效性.     

基于VRML的虚拟现实技术用于生态规划的建模与交互

由于虚拟现实技术的快速发展和应用范围的日益广泛,它的优越性也越来越突出。本次研究是利用虚拟现实技术应用于生态规划中,利用基于VRML的虚拟现实技术创建郭庄泉源生态规划虚拟现实系统,系统实现了手动漫游和自动漫游功能、场景视点跳转功能、点击开门开窗功能以及声音的嵌入功能等,达到了实时浏览的效果。以该系统为例,详细介绍了系统中复杂和四面体模型的建立、场景的组建、交互的实现、声音的嵌入以及相应的优化技术。     

车辆虚拟试验系统的实现

论述了基于虚拟现实技术的汽车虚拟试验系统，利用ADAMS动力学软件获取的动力学分析数据来驱动虚拟场景中的试验车辆，同时配合虚拟仪表准确动态显示车辆的运动状态参数，实现车辆的虚拟试验过程仿真。用户可操纵鼠标、键盘与虚拟场景进行交互作用。     

基于物联网实时数据的交互式虚拟现代农业园区平台软硬件构建及应用

本文利用虚拟现实/混合现实/增强现实/数字孪生等主流多媒体交互技术融入农业生产、生态、生活场景中,从北京都市型现代农业发展进程中的设施农业调控、会展农业体验、休闲农业观光、现代农业展示的各方面入手,通过获取农业物联网数据、农业园区场景数据、农作物生长点云数据等多种信息化数据,构建基于物联网实时数据的交互式虚拟休闲农业园区平台,基于平台软件,根据不同的实际需求、环境条件,配置研发满足政府、专家、市民、农民、学生等受众对于智慧化农事活动体验、农业科普知识传播、农业园区展示规划、农业景观重构展现等要求的体验设备,为设施农园、休闲农庄、农业机构等提供完整的多媒体农业信息化交互体验解决方案,达到节本增效、增收致富、知识普及、休闲观光、提升信息化水平的目的。     

大葱联合收获机虚拟仿真培训系统设计与开发

在虚拟现实技术的支持下,通过SolidWorks和3ds Max软件实现了模型的构建、优化和渲染,使用虚拟现实软件Unity 3D完成了大葱联合收获机虚拟仿真培训系统功能开发。该虚拟仿真培训系统具有良好的人机交互界面,操作简单实用,可以实现第一人称三维场景漫游、装配拆卸过程的交互仿真和模拟作业操作等功能,系统同时具有一定的用户和农机管理功能。系统可以真正让受训者沉浸其中,对提升培训效果、提高对农机农艺融合的认知程度有重要推动作用,具有一定的推广使用价值。      

基于VR技术的智慧文旅平台技术研究——以河北保定市西大街为例

智慧文旅平台主要通过VR技术进行接近现实的产品演示,通过场景中的虚拟人物进行平台的导游,为用户创造与产品、服务互动的机会。课题组利用虚拟现实技术将商品的结构与性质展示出来,让用户产生身临其境的感受,拉近用户和商品之间的距离,促进消费,进而推动经济的发展。研究结果表明,VR技术有利于将商品多角度、全方位地展示给用户,使消费者对产品的了解更加全面,从而达到完美的体验。随着虚拟现实技术的多元化和多方位发展,人们也对虚拟现实技术有了更深的认知。VR技术给保定市智慧文旅平台增加了更多的功能,并更好地弘扬了保定红色文化,推动了当地经济的发展。     

农业装备虚拟试验系统平台的建立

针对农业装备数字化设计技术研究的需求,利用虚拟现实场景建模工具MultiGen Creator 和实时场景驱动软件Vega Prime,结合VC++编程语言,开发出一套完整的农业装备虚拟试验系统平台。阐述了系统平台的软硬件组成、功能、结构以及系统的开发流程,对建模过程中运用到的方法、步骤和所涉及到的关键技术进行了研究,此外对Vega Prime应用中的关键技术和难点进行了探讨。测试试验表明,该系统平台运行稳定,具有可靠性和有效性。     

基于网络的汽车构造虚拟实验室构建研究

以虚拟现实技术为基础,分析了虚拟建模方法、模型与网络的交互关键技术及实验室体系分布与实现,构建了基于网络的汽车构造虚拟实验室,实现了汽车零部件虚拟显示、虚拟拆装及远程网上学习的功能。     

基于Java3D和VRML技术的采摘机械手运动仿真研究

为了实现采摘机器人机械手臂运动虚拟仿真过程的交互性,基于Java3D和VRML虚拟现实技术,提出了一种机械臂交互式三维场景生成及运动仿真系统。为了验证系统的可行性,以采摘机器人机械臂为研究对象,设计了基于采摘机器人机械臂运动仿真系统,并基于网络的特征,通过接口导入机械臂关节的造型文件,实现了采摘机器人机械臂仿真三维虚拟场景创建。对仿真系统进行了实验,结果表明:开发的采摘机器人机械臂三维运动仿真系统可以对采摘路径进行合理的规划,得到和实验基本吻合的轨迹,能够实时地显示关键力矩的变化,为关节结构的优化提供了数据参考。将仿真目标位置和预设位置进行对比发现,最大位置偏差不超过1 mm,从而验证了运动模型和算法的可靠性。     

基于unity3d的交互式虚拟农业仿真平台研究

传统的农作物种植试验需要反复设计和改进,且受季节、农时和天气的限制,种植周期长、成本高。基于虚拟现实技术的农作物种植虚拟仿真平台能够缩短作物品种试验周期,降低成本,是实现农业生产现代化的关键。为此,重点研究了基于三网融合技术,以三维虚拟世界为载体,以农业仿真模型为科学计算依据,以任务驱动为特色的虚拟农业仿真平台架构,并基于unity3d实现了交互式虚拟农业仿真平台。     

Web3D虚拟现实平台在收割机零部件设计中的应用

为了提高联合收割机零部件设计的可视化和交互性,将虚拟现实语言VRML、X3D及Java程序设计语言引入到了零部件设计虚拟展示系统中,创建了基于互联网的零部件展示平台。虚拟展示平台采用SolidWorks等主流的建模软件创建联合收割机的三维模型,然后将模型文件转换为VRML可以编辑的wrl或者vrml格式文件,采用X3d-Edit进行动画编辑和仿真,最后利用外部编程接口和脚本编程接口实现Java和VRML的通信,从而使Java可以访问VRML场景,并实现对场景的控制。对平台的功能进行了测试,结果表明:采用Web3D技术可以实现联合收割机缸体的拆解可视化展示,方便了设计人员之间及客户与设计人员之间的交流交互,大大提高了农机的设计效率。     

基于数据手套的虚拟手的实现

在基于数据手套的虚拟现实系统中,虚拟手的实现效果十分重要。首先获取了数据手套的数据,然后采用层次建模方法建立虚拟手的几何模型和运动模型,完成了基于数据手套的人手和虚拟手的交互,大大提高了人机交互的自然性和高效性,同时也使计算机能够完成更加复杂的任务。     

#br# 基于数据驱动的虚拟场景搭建及#br# 模型检索优化方法#br#

为更科学、高效地搭建虚拟场景渲染平台,解决大量虚拟场景模型的存储与检索的难度问题,运用虚拟仿真技术对使用先进的农业装备和合理规划的果园进行评估、对大量的虚拟场景模型特征信息进行提取及参数化建模,存储到数据库中,建立哈希索引列加速检索。以Unity3D为场景的开发平台,结合典型开源关系型数据库MySQL为虚拟场景模型特征信息参数存储载体,并建立哈希索引列。在数据驱动下,快速构建出符合需求的三维模型,实现了大量三维模型的快速检索调用。以果园场景为例,将天气系统仿真场景数据、多种类果树模型数据、实景扫描地形数据导入数据库中,构建果园场景数据库,快速创建虚拟果园场景仿真平台。仿真结果表明,该方法构建的数据库可以较好地支持场景平台的虚拟设计与仿真,且提升三维模型的检索效率,缩短了农业虚拟场景渲染平台的开发周期,为虚拟场景渲染平台的设计及搭建提供技术借鉴。     

基于桌面虚拟现实系统车辆运动仿真的立体视觉实现

设计了一套桌面虚拟现实系统，在该系统下实现了立体视觉，并给出了车辆运动仿真的一个实例。虚拟现实技术为车辆运动仿真提供了一种新的方法。