本書研究了協(xié)同式虛擬維修訓練系統(tǒng)及其仿真支撐平臺的總體框架設計，設計了協(xié)同式維修任務過程模型、任務分配與決策方法，建立了面向維修對象的協(xié)同式虛擬維修操作過程模型，設計了基于裝配體拆卸/裝配矩陣的協(xié)同式拆卸/裝配操作過程控制算法，研究了其中的人機交互特征建模，建立了協(xié)同式人機交互控制模型，研究了異構數(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)一致性實現(xiàn)方法。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 技術背景與研究意義 1
1.2 CVMT的相關技術研究現(xiàn)狀 3
1.2.1 VMT技術 3
1.2.2 CSCW技術 8
1.2.3 協(xié)同任務及協(xié)同過程建模技術 9
1.2.4 協(xié)同式虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)信息一致性技術 10
1.2.5 CVM并發(fā)沖突控制技術 12
1.2.6 虛擬人體運動仿真及實時交互控制技術 13
1.3 全書主要思路和工作 14
1.4 全書內(nèi)容結(jié)構安排 17
第2章 大型復雜裝備CVMTS及其SSP開發(fā) 19
2.1 引言 19
2.2 大型復雜裝備CVMTS功能需求分析 20
2.2.1 大型復雜裝備維修類型 20
2.2.2 大型復雜裝備維修特點 23
2.2.3 大型復雜裝備CVMT需求分析 25
2.2.4 大型復雜裝備CVMTS功能設計 29
2.3 基于HLA和MAS的大型復雜裝備CVMTS總體設計 31
2.3.1 大型復雜裝備CVMTS設計方法分析 31
2.3.2 基于HLA和MAS的大型復雜裝備CVMTS設計方法 36
2.3.3 大型復雜裝備CVMTS及其SSP框架結(jié)構 39
2.4 大型復雜裝備CVMTS聯(lián)邦成員功能結(jié)構設計 42
2.4.1 仿真運行管理聯(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 大型復雜裝備CVMTS及其SSP實現(xiàn)方法研究 51
2.5.1 支持服務層 51
2.5.2 對象知識層 54
2.5.3 仿真應用層 55
2.5.4 用戶界面層 55
2.6 小結(jié) 56
第3章 CVMT中維修任務過程建模及其動態(tài)分配策略 57
3.1 引言 57
3.2 CVMTS中維修任務過程建模分析 58
3.2.1 維修任務過程建模相關概念及定義 58
3.2.2 協(xié)同式維修任務過程建模特點 59
3.2.3 協(xié)同式維修任務過程層次化建模 61
3.3 基于Petri網(wǎng)的協(xié)同式維修任務過程建模分析 63
3.3.1 基于Petri網(wǎng)的協(xié)同式維修任務過程建模技術 63
3.3.2 基于層次化Petri網(wǎng)的邏輯結(jié)構建模 65
3.3.3 面向維修人員的邏輯關系建模 66
3.3.4 協(xié)同式維修任務過程模型的狀態(tài)演化分析 70
3.4 協(xié)同式維修任務過程建模及其動態(tài)分配策略研究 73
3.4.1 基于HCPN的協(xié)同式維修任務過程模型 74
3.4.2 基于CMTPS_HCPN的維修任務過程建模規(guī)則 76
3.4.3 基于CMTPS_HCPN的維修任務過程建模 78
3.4.4 協(xié)同式維修任務動態(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 89
4.2.2 CVM操作過程模式分析 90
4.3 基于時間CPN的CVM操作過程描述 91
4.3.1 維修對象 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現(xiàn) 105
4.4.5 CVM裝配操作過程仿真算法實現(xiàn) 108
4.5 小結(jié) 111
第5章 虛擬人體運動仿真及其協(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 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 116
5.2.3 虛擬人體皮膚變形方法 119
5.3 虛擬人體運動仿真模型 120
5.3.1 虛擬人體骨架運動坐標系 121
5.3.2 四元數(shù)旋轉(zhuǎn)及插值 124
5.3.3 虛擬人體骨架運動模型 127
5.3.4 虛擬人體皮膚變形實現(xiàn) 130
5.4 多個虛擬維修人員的協(xié)同交互控制技術 133
5.4.1 CVM中的人機交互控制技術 133
5.4.2 被動式光學運動捕捉技術 136
5.4.3 多人運動捕捉數(shù)據(jù)的信息補償方法 139
5.4.4 CVM中人機交互特征建模 143
5.4.5 協(xié)同式人機交互控制模型 147
5.5 小結(jié) 150
第6章 CVMTS中異構數(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中異構數(shù)據(jù)信息的分發(fā)管理 152
6.2.1 CVMTS中異構數(shù)據(jù)信息描述需求分析 152
6.2.2 基于XML的異構數(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所有權管理的并發(fā)沖突控制 161
6.4 CVMTS仿真時間管理及數(shù)據(jù)一致性實現(xiàn) 164
6.4.1 CVMTS仿真時間管理機制 165
6.4.2 CVMTS中數(shù)據(jù)一致性實現(xiàn) 168
6.5 小結(jié) 171
第7章 基于沉浸式VME的大型復雜裝備CVMTS 172
7.1 引言 172
7.2 沉浸式CVMTS的組建與開發(fā)平臺 172
7.2.1 沉浸式CVMTS的硬件開發(fā)平臺 173
7.2.2 沉浸式CVMTS的軟件開發(fā)平臺 176
7.3 沉浸式VME的關鍵技術研究及實現(xiàn) 177
7.3.1 基于光學式動作捕捉系統(tǒng)的虛擬人體實時運動控制 177
7.3.2 數(shù)據(jù)手套對虛擬人體手部動作的實時控制 182
7.3.3 被動式立體投影技術 183
7.4 大型復雜裝備CVMTS仿真實例 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 195
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