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基于数字孪生的加工生产线虚实交互技术研究

机电工程 2024年第2期41卷 337-344页

作者：周高伟沙杰刘梦园鲁庆洋河南工业大学机电工程学院河南郑州450001

针对传统加工生产线运行过程中设备数据采集困难和可视化程度低的问题,研究了数字孪生(DT)技术在加工生产线虚实交互方面的应用问题。首先,以某电机外壳加工生产线为例,分析了生产线的加工流程,设计了虚实交互技术的总体框架,并提出了... 详细信息

针对传统加工生产线运行过程中设备数据采集困难和可视化程度低的问题,研究了数字孪生(DT)技术在加工生产线虚实交互方面的应用问题。首先,以某电机外壳加工生产线为例,分析了生产线的加工流程,设计了虚实交互技术的总体框架,并提出了具体的方法;然后,对加工生产线进行了数字孪生体建模,对模型中的关键要素,几何、物理、行为属性及通讯接口的构建进行了详细的阐述;最后,采用过程控制的对象链接和嵌入(OPC)技术进行了加工生产线中多源异构数据的采集与处理,完成了实时数据间的映射。研究结果表明:采用虚实交互技术可以完成物理生产线与数字孪生体间的实时映射;电机外壳加工生产线中机械臂虚实交互的可靠性为99.95%,可满足精确性要求;采用服务模块能够更加直观、有效地反映生产线的实际加工状态,可满足加工过程信息动态可视化要求,证明了该方案具有可行性和有效性。

关键词：数字孪生虚实交互数字孪生体构建实时数据过程控制的对象链接和嵌入数据采集

图书馆元宇宙虚实交互的运行机理、模式与关键技术分析

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图书馆理论与实践 2024年第3期 87-95页

作者：张兴旺段雪纯桂林理工大学旅游与风景园林学院

虚实交互作为元宇宙服务的重要组成部分,是图书馆元宇宙建设、管理和服务的核心关键。文章在对相关研究现状进行分析的基础上,归纳得出图书馆元宇宙虚实交互的运行机理,并对其组成要素、内涵特征、交互模式与关键技术进行了分析,认为图... 详细信息

虚实交互作为元宇宙服务的重要组成部分,是图书馆元宇宙建设、管理和服务的核心关键。文章在对相关研究现状进行分析的基础上,归纳得出图书馆元宇宙虚实交互的运行机理,并对其组成要素、内涵特征、交互模式与关键技术进行了分析,认为图书馆元宇宙虚实交互主要涉及相关人、事、物、场等四元要素,且主要包括元宇宙内同维度、跨维度与元宇宙间跨空间虚实交互等三种模式。同时,针对其未来应用实践提出变革服务模式、创新服务场景、转变服务角色、优化服务评价等四点启示。

关键词：图书馆元宇宙虚实交互运行机理交互模式关键技术

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基于STM32的虚实交互镜头旋转编码器系统

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电子制作 2024年第13期32卷 47-52页

作者：陆君和黄希李梅梅廖承志王越姜燕冰浙江传媒学院浙江杭州310018

本文介绍了一种创新的主动式无线交互编码器系统,该系统由被控制端、虚拟渲染主机PC端和控制端三部分构成。设备利用Zigbee协议实现无线双向通信,并通过虚拟渲染主机PC端处理数据,实现虚实交互。主动式编码器具备主动调整摄像机焦距的功... 详细信息

本文介绍了一种创新的主动式无线交互编码器系统,该系统由被控制端、虚拟渲染主机PC端和控制端三部分构成。设备利用Zigbee协议实现无线双向通信,并通过虚拟渲染主机PC端处理数据,实现虚实交互。主动式编码器具备主动调整摄像机焦距的功能,能够根据现实场景镜头变化同步调整虚幻引擎里的虚拟摄影机数据,提高摄影效率,节约成本。

关键词： STM32 虚实交互镜头旋转编码器虚拟拍摄 Zigbee通信

基于蓝图控制技术的LED虚拟摄制虚实交互研究

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现代电影技术 2024年第7期 34-39页

作者：马金秀中国电影科学技术研究所(中央宣传部电影技术质量检测所) 北京100086

LED虚拟摄制是目前影视制作领域的一项前沿技术,制作人员仍在不断探索该技术所能实现的拍摄效果。针对提升LED虚拟摄制质量及摄制效果的需求,本文提出一种将虚幻引擎的编程控制功能加入虚拟场景的新拍摄方法,并基于该方法进行了相关研... 详细信息

LED虚拟摄制是目前影视制作领域的一项前沿技术,制作人员仍在不断探索该技术所能实现的拍摄效果。针对提升LED虚拟摄制质量及摄制效果的需求,本文提出一种将虚幻引擎的编程控制功能加入虚拟场景的新拍摄方法,并基于该方法进行了相关研究测试。通过对虚拟物体添加蓝图实现了虚实交互拍摄,创新了LED虚拟摄制的拍摄手法;对虚拟摄影机添加镜头蓝图控制实现了对虚拟物体的自动聚焦,对不同焦距的镜头测试明确了镜头蓝图对拍摄画面的影响,为提升LED虚拟摄制的质量及行业应用提供参考。

关键词： LED虚拟摄制蓝图虚实交互焦点控制镜头蓝图

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轨道交通装备生产实习虚实交互教学模式研究

教育教学论坛 2024年第19期 125-128页

作者：谢劲松王田天王尚君韩锟中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075 湖南大学机械与运载工程学院湖南长沙410082

随着轨道交通装备行业智能升级,创新人才需求明显提高,生产实习作为实践教学的重要环节,是高校育人目标对接社会人才需求的必要途径。传统教学模式难以适应新背景,在媒介、形式、评价等方面欠缺普适性与针对性。为此,基于生产实习教学实... 详细信息

随着轨道交通装备行业智能升级,创新人才需求明显提高,生产实习作为实践教学的重要环节,是高校育人目标对接社会人才需求的必要途径。传统教学模式难以适应新背景,在媒介、形式、评价等方面欠缺普适性与针对性。为此,基于生产实习教学实际,提出一种虚实交互的混合教学模式,依托新媒体技术,联动多场景虚拟基地、多区域现实基地,提出延续性强、覆盖面广、稳定性高的5G时代实践教学新方案。实践证明,该方案育人成效更佳,为生产实习教学改革提供了新思路。

关键词：生产工艺实习虚实交互教学改革校企合作

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元宇宙综艺虚实交互的创新升级与应用

视听 2024年第4期 116-120页

作者：唐雯河北大学新闻传播学院

在加快虚拟现实技术同各产业的融合发展背景下,元宇宙综艺节目在虚实交互的创新应用方面进行了积极的探索。利用快速发展的虚拟现实技术,嘉宾在虚拟世界和现实世界中拥有认知一致性的人物形象,既能接近真实人物,又不会引发恐怖谷效应;... 详细信息

在加快虚拟现实技术同各产业的融合发展背景下,元宇宙综艺节目在虚实交互的创新应用方面进行了积极的探索。利用快速发展的虚拟现实技术,嘉宾在虚拟世界和现实世界中拥有认知一致性的人物形象,既能接近真实人物,又不会引发恐怖谷效应;在场景构建中交织、穿插传播中华优秀传统文化,在一系列奇幻世界的游戏中彰显中国文化和众志成城的时代精神;虚实交互的范围和内涵得到了扩展,不分虚和实的故事叙事策略使得真实与虚幻的界限被模糊;在资源的回收流转中,数据利用方式也进一步创新,为“数字横店”的诞生打下基础。

关键词：虚拟现实技术元宇宙综艺节目虚实交互

虚实交互中手势识别与碰撞检测方法的研究与实现

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虚实交互中手势识别与碰撞检测方法的研究与实现

作者：张耘赫沈阳工业大学

学位级别：硕士

增强现实(Augmented Reality,简称AR)技术主要是通过计算机技术生成出来的虚拟物体叠加到真实环境上,并且将融合的场景展现给用户,能够为现实世界中的真实场景叠加更丰富的信息,从而提高系统的沉浸感,为用户带来更真实地交互体验。增强... 详细信息

增强现实(Augmented Reality,简称AR)技术主要是通过计算机技术生成出来的虚拟物体叠加到真实环境上,并且将融合的场景展现给用户,能够为现实世界中的真实场景叠加更丰富的信息,从而提高系统的沉浸感,为用户带来更真实地交互体验。增强现实交互是利用外部的设备获取相应的图像、音频以及相应的传感数据等相应的信息作为输入,并做出一系列的响应,实现人对虚拟物体的操控,从而达到人对虚拟物体的交互的目的。传统的增强现实交互主要是采用数据手套、Holo Lens、Kinect、Leap Motion等硬件设备,虽然基于这些设备可以有较好的交互体验,但是由于体感设备造价过高,所以推广受到了极大的限制,因此本文研究基于单目摄像机作为传感器的增强现实虚实交互系统。通过对现有的增强现实交互理论与方法的研究中发现,在传统的基于单目摄像机的增强现实虚实交互存在沉浸感较差、代入感不强、以及交互方式不够自然流畅等问题,为此本文提出了基于单目摄像机的虚实交互中手势识别与碰撞检测方法,来解决上述问题,不仅提高了增强现实虚实交互的沉浸感与真实感,而且提高了增强现实交互系统的流畅性和轻便性,使得增强现实交互系统能够广泛的普及和应用。本文主要工作如下:(1)研究了基于单目摄像机的手势识别,利用深度学习的方法完成对手势的识别,保证了手势识别的准确率和实时性。(2)设计了六种手势动作指令信息,利用手势交互技术实现了人与虚拟物体之间的操控,从而提供了更多的交互功能。(3)由于真实世界环境中背景信息复杂多样,仅依照指令方式进行虚实交互,存在交互的真实感差、代入感不强等问题,本文采用了点云重建和八叉树的碰撞检测方法,实现了虚实碰撞的效果,提高了增强现实交互系统的真实感与沉浸感。(4)结合手势识别和碰撞检测的方法,本文设计了一套虚实交互系统,选取一个复杂的虚拟物体,用户可以通过手势实现虚拟物体的操控以及虚实碰撞效果,很好解决了增强现实交互中沉浸感差、交互不流畅等问题。

关键词：增强现实技术虚实交互手势识别碰撞检测点云重建

基于数字孪生的数控机床虚实交互监控系统设计

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兰州理工大学学报 2023年第1期49卷 36-43页

作者：黄华李嘉然李典伦兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050

针对传统的监控技术和虚拟仿真技术无法直观体现数控机床实际运行状态的问题,结合新一代信息技术和数字孪生理念,设计了基于数字孪生技术的数控机床虚实交互监控系统.以某型号数控机床为例,首先通过Portal软件对系统架构和相关功能进行... 详细信息

针对传统的监控技术和虚拟仿真技术无法直观体现数控机床实际运行状态的问题,结合新一代信息技术和数字孪生理念,设计了基于数字孪生技术的数控机床虚实交互监控系统.以某型号数控机床为例,首先通过Portal软件对系统架构和相关功能进行设计,在此基础上将传感器采集的信息通过PLC和以太网传输到系统中进行模拟量转换;然后通过OPC-DA将系统中的数字孪生数据与数字孪生体相连接,实现信息的接收和传输,完成虚实结合;最后采用该方法对机床的振动信号进行实时监控和远程控制面板的设计.实验结果表明,利用数控机床虚实交互监控系统和数字孪生体对加工过程进行双重监控可以更加有效、直观地体现机床的实际运行状态,并且利用虚实交互监控系统对数字孪生体进行虚拟控制可以进一步扩展数字孪生技术的应用领域.

关键词：数字孪生虚实交互数控机床监控系统

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基于数字孪生的汽轮机叶片装配虚实交互系统

船舶工程 2022年第10期44卷 1-7页

作者：王志刚刘震马天宇上海电机学院工业技术中心上海201306 上海海事大学物流科学与工程研究院上海201306 中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011

针对当前汽轮机带冠叶片装配过程信息透明度低,监控能力不足等问题,基于数字孪生技术,设计、开发汽轮机带冠叶片装配过程虚实交互系统。通过分析汽轮机叶片智能装配工艺,设计虚实交互系统功能架构;对装配过程机械臂正逆运动建模、控制... 详细信息

针对当前汽轮机带冠叶片装配过程信息透明度低,监控能力不足等问题,基于数字孪生技术,设计、开发汽轮机带冠叶片装配过程虚实交互系统。通过分析汽轮机叶片智能装配工艺,设计虚实交互系统功能架构;对装配过程机械臂正逆运动建模、控制逻辑分析,从而实现多目标点位控制;建立高保真、轻量化的孪生模型,利用实时数据驱动孪生模型实现物理空间到虚拟空间的完整映射。最后设计开发服务功能模块,提高带冠叶片智能装配过程的可视化监控能力,实现可视化管理与在线状态监测。

关键词：汽轮机带冠叶片智能装配数字孪生虚实交互