基于混合现实的直升机后缘襟翼控制虚拟仿真平台设计与开发
这是一篇关于后缘襟翼,实时仿真,混合现实,WPF,HoloLens,Unity3D的论文, 主要内容为在直升机研究领域,振动问题一直存在,严重时会影响机体寿命和驾驶员健康状态,而带有主动控制后缘襟翼(Actively Controlled Trailing Edge Flap,ACF)的直升机旋翼是降低振动水平的最有力的方法之一。在直升机后缘襟翼控制的前期理论研究中,缺乏统一的仿真平台进行数据管理和三维可视化显示,本文将微软Holo Lens混合现实技术与实时仿真技术相结合,搭建了综合性的仿真平台,致力于为直升机后缘襟翼控制理论研究提供一种新型的仿真验证环境,实现直升机后缘襟翼控制的实时仿真验证、仿真数据管理、全息视景演示和人机交互等功能。本文通过设计仿真平台总体方案,完成主控软件、混合现实全息视景和人机交互系统的研发工作,主要研究内容如下:(1)针对直升机后缘襟翼控制实时仿真和混合现实全息显示功能,对仿真平台功能和性能需求进行分析,设计了混合现实虚拟仿真平台的总体方案,包括平台功能结构设计以及软硬件开发环境选择。(2)针对仿真平台数据管理和监控需求,基于微软WPF(Windows Presentation Foundation)技术,结合MVVM Light开源框架开发上位机主控软件。基于Simulink Real-Time实时仿真技术开发了实时仿真模块,实现了实时仿真过程的控制和管理功能;基于TCP/IP协议和Protobuf-net序列化技术开发了服务端网络通信模块,实现了与Holo Lens客户端之间的仿真数据传输功能;基于SQL Server开发了数据库管理模块,实现了对仿真数据的存储与读取功能。(3)针对直升机后缘襟翼控制仿真可视化需求,基于Unity3D游戏引擎开发了全息视景内容。基于混合现实工具包(Mixed Reality Toolkit,MRTK)开发了全息UI界面;基于TCP/IP协议开发了客户端网络通信模块,接收主控软件发送过来的实时仿真数据,实现了基于数据驱动的全息视景演示效果。(4)针对仿真平台人机交互功能需求,基于MRTK开发了包含手势、语音和凝视交互在内的人机交互系统,同时为了方便非Holo Lens用户体验混合现实内容,开发了基于Vuforia和ARCore的第三人称视角展示功能。最后,建立了直升机旋翼动力学标称模型,在实时环境下进行了基于H∞最优控制的直升机后缘襟翼控制仿真实验,仿真结果验证了本平台的实时性和功能可靠性。同时,进行了混合现实第三人称视角演示实验,验证了空间定位和位置状态同步功能的有效性。
基于混合现实的直升机后缘襟翼控制虚拟仿真平台设计与开发
这是一篇关于后缘襟翼,实时仿真,混合现实,WPF,HoloLens,Unity3D的论文, 主要内容为在直升机研究领域,振动问题一直存在,严重时会影响机体寿命和驾驶员健康状态,而带有主动控制后缘襟翼(Actively Controlled Trailing Edge Flap,ACF)的直升机旋翼是降低振动水平的最有力的方法之一。在直升机后缘襟翼控制的前期理论研究中,缺乏统一的仿真平台进行数据管理和三维可视化显示,本文将微软Holo Lens混合现实技术与实时仿真技术相结合,搭建了综合性的仿真平台,致力于为直升机后缘襟翼控制理论研究提供一种新型的仿真验证环境,实现直升机后缘襟翼控制的实时仿真验证、仿真数据管理、全息视景演示和人机交互等功能。本文通过设计仿真平台总体方案,完成主控软件、混合现实全息视景和人机交互系统的研发工作,主要研究内容如下:(1)针对直升机后缘襟翼控制实时仿真和混合现实全息显示功能,对仿真平台功能和性能需求进行分析,设计了混合现实虚拟仿真平台的总体方案,包括平台功能结构设计以及软硬件开发环境选择。(2)针对仿真平台数据管理和监控需求,基于微软WPF(Windows Presentation Foundation)技术,结合MVVM Light开源框架开发上位机主控软件。基于Simulink Real-Time实时仿真技术开发了实时仿真模块,实现了实时仿真过程的控制和管理功能;基于TCP/IP协议和Protobuf-net序列化技术开发了服务端网络通信模块,实现了与Holo Lens客户端之间的仿真数据传输功能;基于SQL Server开发了数据库管理模块,实现了对仿真数据的存储与读取功能。(3)针对直升机后缘襟翼控制仿真可视化需求,基于Unity3D游戏引擎开发了全息视景内容。基于混合现实工具包(Mixed Reality Toolkit,MRTK)开发了全息UI界面;基于TCP/IP协议开发了客户端网络通信模块,接收主控软件发送过来的实时仿真数据,实现了基于数据驱动的全息视景演示效果。(4)针对仿真平台人机交互功能需求,基于MRTK开发了包含手势、语音和凝视交互在内的人机交互系统,同时为了方便非Holo Lens用户体验混合现实内容,开发了基于Vuforia和ARCore的第三人称视角展示功能。最后,建立了直升机旋翼动力学标称模型,在实时环境下进行了基于H∞最优控制的直升机后缘襟翼控制仿真实验,仿真结果验证了本平台的实时性和功能可靠性。同时,进行了混合现实第三人称视角演示实验,验证了空间定位和位置状态同步功能的有效性。
基于HoloLens三维地理场景建模与可视化
这是一篇关于3DGIS,混合现实,HoloLens,Holo3DGeoScene的论文, 主要内容为3DGIS试图从三维空间视角来理解和表达现实世界,但是目前3DGIS可视化采用的是二维屏幕视角,这影响了三维地理信息的表达效果,进一步限制了用户对三维地理信息的认知和理解。随着虚拟现实技术的发展出现了混合现实技术,混合现实采用三维立体显示技术,使用户可以从三维眼镜视角去认知和理解计算机生成的世界,解决用户束缚于二维屏幕视角的问题,具有广阔的应用前景。本文首次尝试将混合现实技术应用于三维地理信息的可视化,并提出了利用混合现实HoloLens眼镜渲染三维地理场景(Holographic 3D Geographic Scene,Holo3DGeoScene)的架构设计,该架构包括三维地理场景建模、Holo3DGeoScene交互和大小场景可视化三个模块。三维地理场景建模模块包括基于规则三维地理场景建模与基于Web服务动态三维地理场景建模两种方法,为Holo3DGeoScene系统提供开发的素材和内容。Holo3DGeoScene交互模块包括人机交互和虚实交互两种方法,人机交互方法为用户与虚拟地理场景提供交互的接口,虚实交互方法实现将虚拟地理场景映射到物理空间实现虚实融合。大小场景可视化模块按地理场景的大小分为小场景和大场景可视化方法,小场景可视化方法直接通过HoloLens渲染三维地理场景,大场景可视化方法实现将渲染能力转移,从HoloLens转移到后台高性能计算机,解决HoloLens渲染计算能力不足的问题。本文根据提出的架构设计方案,利用费城基础二维数据、OpenStreetMap数据作为实验数据,实现了将混合现实技术应用于三维地理场景的渲染和交互,提供给用户更强、更真实的三维地理信息体验,以及更自然的GIS人机交互方式。实验结果证明该方案的可行性和实用性,具有很好的发展前景。
基于混合现实的直升机后缘襟翼控制虚拟仿真平台设计与开发
这是一篇关于后缘襟翼,实时仿真,混合现实,WPF,HoloLens,Unity3D的论文, 主要内容为在直升机研究领域,振动问题一直存在,严重时会影响机体寿命和驾驶员健康状态,而带有主动控制后缘襟翼(Actively Controlled Trailing Edge Flap,ACF)的直升机旋翼是降低振动水平的最有力的方法之一。在直升机后缘襟翼控制的前期理论研究中,缺乏统一的仿真平台进行数据管理和三维可视化显示,本文将微软Holo Lens混合现实技术与实时仿真技术相结合,搭建了综合性的仿真平台,致力于为直升机后缘襟翼控制理论研究提供一种新型的仿真验证环境,实现直升机后缘襟翼控制的实时仿真验证、仿真数据管理、全息视景演示和人机交互等功能。本文通过设计仿真平台总体方案,完成主控软件、混合现实全息视景和人机交互系统的研发工作,主要研究内容如下:(1)针对直升机后缘襟翼控制实时仿真和混合现实全息显示功能,对仿真平台功能和性能需求进行分析,设计了混合现实虚拟仿真平台的总体方案,包括平台功能结构设计以及软硬件开发环境选择。(2)针对仿真平台数据管理和监控需求,基于微软WPF(Windows Presentation Foundation)技术,结合MVVM Light开源框架开发上位机主控软件。基于Simulink Real-Time实时仿真技术开发了实时仿真模块,实现了实时仿真过程的控制和管理功能;基于TCP/IP协议和Protobuf-net序列化技术开发了服务端网络通信模块,实现了与Holo Lens客户端之间的仿真数据传输功能;基于SQL Server开发了数据库管理模块,实现了对仿真数据的存储与读取功能。(3)针对直升机后缘襟翼控制仿真可视化需求,基于Unity3D游戏引擎开发了全息视景内容。基于混合现实工具包(Mixed Reality Toolkit,MRTK)开发了全息UI界面;基于TCP/IP协议开发了客户端网络通信模块,接收主控软件发送过来的实时仿真数据,实现了基于数据驱动的全息视景演示效果。(4)针对仿真平台人机交互功能需求,基于MRTK开发了包含手势、语音和凝视交互在内的人机交互系统,同时为了方便非Holo Lens用户体验混合现实内容,开发了基于Vuforia和ARCore的第三人称视角展示功能。最后,建立了直升机旋翼动力学标称模型,在实时环境下进行了基于H∞最优控制的直升机后缘襟翼控制仿真实验,仿真结果验证了本平台的实时性和功能可靠性。同时,进行了混合现实第三人称视角演示实验,验证了空间定位和位置状态同步功能的有效性。
基于混合现实的直升机后缘襟翼控制虚拟仿真平台设计与开发
这是一篇关于后缘襟翼,实时仿真,混合现实,WPF,HoloLens,Unity3D的论文, 主要内容为在直升机研究领域,振动问题一直存在,严重时会影响机体寿命和驾驶员健康状态,而带有主动控制后缘襟翼(Actively Controlled Trailing Edge Flap,ACF)的直升机旋翼是降低振动水平的最有力的方法之一。在直升机后缘襟翼控制的前期理论研究中,缺乏统一的仿真平台进行数据管理和三维可视化显示,本文将微软Holo Lens混合现实技术与实时仿真技术相结合,搭建了综合性的仿真平台,致力于为直升机后缘襟翼控制理论研究提供一种新型的仿真验证环境,实现直升机后缘襟翼控制的实时仿真验证、仿真数据管理、全息视景演示和人机交互等功能。本文通过设计仿真平台总体方案,完成主控软件、混合现实全息视景和人机交互系统的研发工作,主要研究内容如下:(1)针对直升机后缘襟翼控制实时仿真和混合现实全息显示功能,对仿真平台功能和性能需求进行分析,设计了混合现实虚拟仿真平台的总体方案,包括平台功能结构设计以及软硬件开发环境选择。(2)针对仿真平台数据管理和监控需求,基于微软WPF(Windows Presentation Foundation)技术,结合MVVM Light开源框架开发上位机主控软件。基于Simulink Real-Time实时仿真技术开发了实时仿真模块,实现了实时仿真过程的控制和管理功能;基于TCP/IP协议和Protobuf-net序列化技术开发了服务端网络通信模块,实现了与Holo Lens客户端之间的仿真数据传输功能;基于SQL Server开发了数据库管理模块,实现了对仿真数据的存储与读取功能。(3)针对直升机后缘襟翼控制仿真可视化需求,基于Unity3D游戏引擎开发了全息视景内容。基于混合现实工具包(Mixed Reality Toolkit,MRTK)开发了全息UI界面;基于TCP/IP协议开发了客户端网络通信模块,接收主控软件发送过来的实时仿真数据,实现了基于数据驱动的全息视景演示效果。(4)针对仿真平台人机交互功能需求,基于MRTK开发了包含手势、语音和凝视交互在内的人机交互系统,同时为了方便非Holo Lens用户体验混合现实内容,开发了基于Vuforia和ARCore的第三人称视角展示功能。最后,建立了直升机旋翼动力学标称模型,在实时环境下进行了基于H∞最优控制的直升机后缘襟翼控制仿真实验,仿真结果验证了本平台的实时性和功能可靠性。同时,进行了混合现实第三人称视角演示实验,验证了空间定位和位置状态同步功能的有效性。
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