大型復(fù)雜裝備協(xié)同式虛擬維修訓(xùn)練技術(shù)
本書研究了協(xié)同式虛擬維修訓(xùn)練系統(tǒng)及其仿真支撐平臺(tái)的總體框架設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了協(xié)同式維修任務(wù)過程模型、任務(wù)分配與決策方法，建立了面向維修對(duì)象的協(xié)同式虛擬維修操作過程模型，設(shè)計(jì)了基于裝配體拆卸/裝配矩陣的協(xié)同式拆卸/裝配操作過程控制算法，研究了其中的人機(jī)交互特征建模，建立了協(xié)同式人機(jī)交互控制模型，研究了異構(gòu)數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換、描述和處理，以及并發(fā)沖突控制和數(shù)據(jù)一致性實(shí)現(xiàn)方法。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 技術(shù)背景與研究意義 1
1.2 CVMT的相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀 3
1.2.1 VMT技術(shù) 3
1.2.2 CSCW技術(shù) 8
1.2.3 協(xié)同任務(wù)及協(xié)同過程建模技術(shù) 9
1.2.4 協(xié)同式虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)信息一致性技術(shù) 10
1.2.5 CVM并發(fā)沖突控制技術(shù) 12
1.2.6 虛擬人體運(yùn)動(dòng)仿真及實(shí)時(shí)交互控制技術(shù) 13
1.3 全書主要思路和工作 14
1.4 全書內(nèi)容結(jié)構(gòu)安排 17
第2章 大型復(fù)雜裝備CVMTS及其SSP開發(fā) 19
2.1 引言 19
2.2 大型復(fù)雜裝備CVMTS功能需求分析 20
2.2.1 大型復(fù)雜裝備維修類型 20
2.2.2 大型復(fù)雜裝備維修特點(diǎn) 23
2.2.3 大型復(fù)雜裝備CVMT需求分析 25
2.2.4 大型復(fù)雜裝備CVMTS功能設(shè)計(jì) 29
2.3 基于HLA和MAS的大型復(fù)雜裝備CVMTS總體設(shè)計(jì) 31
2.3.1 大型復(fù)雜裝備CVMTS設(shè)計(jì)方法分析 31
2.3.2 基于HLA和MAS的大型復(fù)雜裝備CVMTS設(shè)計(jì)方法 36
2.3.3 大型復(fù)雜裝備CVMTS及其SSP框架結(jié)構(gòu) 39
2.4 大型復(fù)雜裝備CVMTS聯(lián)邦成員功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 42
2.4.1 仿真運(yùn)行管理聯(lián)邦成員 42
2.4.2 協(xié)同維修仿真模型聯(lián)邦成員 45
2.4.3 維修人員操作訓(xùn)練聯(lián)邦成員 47
2.4.4 沉浸式VME聯(lián)邦成員 49
2.5 大型復(fù)雜裝備CVMTS及其SSP實(shí)現(xiàn)方法研究 51
2.5.1 支持服務(wù)層 51
2.5.2 對(duì)象知識(shí)層 54
2.5.3 仿真應(yīng)用層 55
2.5.4 用戶界面層 55
2.6 小結(jié) 56
第3章 CVMT中維修任務(wù)過程建模及其動(dòng)態(tài)分配策略 57
3.1 引言 57
3.2 CVMTS中維修任務(wù)過程建模分析 58
3.2.1 維修任務(wù)過程建模相關(guān)概念及定義 58
3.2.2 協(xié)同式維修任務(wù)過程建模特點(diǎn) 59
3.2.3 協(xié)同式維修任務(wù)過程層次化建模 61
3.3 基于Petri網(wǎng)的協(xié)同式維修任務(wù)過程建模分析 63
3.3.1 基于Petri網(wǎng)的協(xié)同式維修任務(wù)過程建模技術(shù) 63
3.3.2 基于層次化Petri網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)建模 65
3.3.3 面向維修人員的邏輯關(guān)系建模 66
3.3.4 協(xié)同式維修任務(wù)過程模型的狀態(tài)演化分析 70
3.4 協(xié)同式維修任務(wù)過程建模及其動(dòng)態(tài)分配策略研究 73
3.4.1 基于HCPN的協(xié)同式維修任務(wù)過程模型 74
3.4.2 基于CMTPS_HCPN的維修任務(wù)過程建模規(guī)則 76
3.4.3 基于CMTPS_HCPN的維修任務(wù)過程建模 78
3.4.4 協(xié)同式維修任務(wù)動(dòng)態(tài)分配決策 83
3.5 小結(jié) 87
第4章 CVMTS維修操作過程建模與仿真研究 88
4.1 引言 88
4.2 CVMTS維修操作過程建模分析 89
4.2.1 協(xié)同式維修操作過程特點(diǎn) 89
4.2.2 CVM操作過程模式分析 90
4.3 基于時(shí)間CPN的CVM操作過程描述 91
4.3.1 維修對(duì)象 92
4.3.2 維修人員 92
4.3.3 維修資源 94
4.3.4 CVM操作過程 95
4.4 CVM操作過程建模與仿真實(shí)現(xiàn) 98
4.4.1 協(xié)同式維修操作模型 98
4.4.2 面向裝配體的拆卸/裝配模型 100
4.4.3 CVM操作過程模型 102
4.4.4 CVM拆卸操作過程仿真算法實(shí)現(xiàn) 105
4.4.5 CVM裝配操作過程仿真算法實(shí)現(xiàn) 108
4.5 小結(jié) 111
第5章 虛擬人體運(yùn)動(dòng)仿真及其協(xié)同式交互控制 113
5.1 引言 113
5.2 CVMTS中的虛擬人體建模技術(shù) 113
5.2.1 虛擬人體骨架模型 114
5.2.2 虛擬人體皮膚建模技術(shù) 116
5.2.3 虛擬人體皮膚變形方法 119
5.3 虛擬人體運(yùn)動(dòng)仿真模型 120
5.3.1 虛擬人體骨架運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系 121
5.3.2 四元數(shù)旋轉(zhuǎn)及插值 124
5.3.3 虛擬人體骨架運(yùn)動(dòng)模型 127
5.3.4 虛擬人體皮膚變形實(shí)現(xiàn) 130
5.4 多個(gè)虛擬維修人員的協(xié)同交互控制技術(shù) 133
5.4.1 CVM中的人機(jī)交互控制技術(shù) 133
5.4.2 被動(dòng)式光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù) 136
5.4.3 多人運(yùn)動(dòng)捕捉數(shù)據(jù)的信息補(bǔ)償方法 139
5.4.4 CVM中人機(jī)交互特征建模 143
5.4.5 協(xié)同式人機(jī)交互控制模型 147
5.5 小結(jié) 150
第6章 CVMTS中異構(gòu)數(shù)據(jù)信息的交互通信與協(xié)同處理 151
6.1 引言 151
6.2 CVMTS中異構(gòu)數(shù)據(jù)信息的分發(fā)管理 152
6.2.1 CVMTS中異構(gòu)數(shù)據(jù)信息描述需求分析 152
6.2.2 基于XML的異構(gòu)數(shù)據(jù)信息描述 153
6.2.3 CVMTS中的DDM優(yōu)化方案 157
6.3 CVMTS中的并發(fā)沖突控制策略 160
6.3.1 CVMTS中的并發(fā)沖突類型 160
6.3.2 基于HLA所有權(quán)管理的并發(fā)沖突控制 161
6.4 CVMTS仿真時(shí)間管理及數(shù)據(jù)一致性實(shí)現(xiàn) 164
6.4.1 CVMTS仿真時(shí)間管理機(jī)制 165
6.4.2 CVMTS中數(shù)據(jù)一致性實(shí)現(xiàn) 168
6.5 小結(jié) 171
第7章 基于沉浸式VME的大型復(fù)雜裝備CVMTS 172
7.1 引言 172
7.2 沉浸式CVMTS的組建與開發(fā)平臺(tái) 172
7.2.1 沉浸式CVMTS的硬件開發(fā)平臺(tái) 173
7.2.2 沉浸式CVMTS的軟件開發(fā)平臺(tái) 176
7.3 沉浸式VME的關(guān)鍵技術(shù)研究及實(shí)現(xiàn) 177
7.3.1 基于光學(xué)式動(dòng)作捕捉系統(tǒng)的虛擬人體實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制 177
7.3.2 數(shù)據(jù)手套對(duì)虛擬人體手部動(dòng)作的實(shí)時(shí)控制 182
7.3.3 被動(dòng)式立體投影技術(shù) 183
7.4 大型復(fù)雜裝備CVMTS仿真實(shí)例 185
7.5 小結(jié) 189
第8章 總結(jié)與展望 191
8.1 總結(jié) 191
8.2 展望 193
參考文獻(xiàn) 195
書單推薦
