起落架虚拟维修中碰撞机理与过程评价方法研究

摘要

随着计算机技术、图形图像处理技术以及虚拟现实技术的发展，虚拟维修技术已经成为现代维修技术的发展趋势之一。利用虚拟维修环境对维修人员进行维修培训，对于提高维修人员能力，降低维修培训成本，提高培训效率等具有重要意义。 国际航空运输市场竞争日益激烈，各航空公司面临巨大的压力。航空公司一方面需要对维修人员进行大量培训，提高其维修技能，以便及时有效地对飞机进行维修和维护，确保飞机正常地、安全地运行；而另一方面需要降低维修人员的培训成本，提高培训效率。利用虚拟维修技术对维修人员进行培训能够有效地解决上述矛盾。 本文以面向对象程序设计技术和虚拟现实技术为基础，以波音737飞机起落架的虚拟维修训练作为研究对象，从虚拟维修建模、虚拟维修场景仿真、虚拟维修过程模拟、虚拟维修过程评价等几个方面对基于个人电脑开发的过程进行了详细描述；针对虚拟维修训练系统的设计和实现中遇到的问题，提出相应的解决方案；研究了在虚拟维修训练系统中采用的关键技术，分析了它们的原理和实现方法；最后在计算机上实现了起落架虚拟维修训练系统。作者在研究过程中完成的主要工作有： (1).虚拟维修环境的建立、组织与管理； (2).人与虚拟维修环境的交互； (3).虚拟维修场景中的碰撞检测； (4).虚拟拆卸和装配过程模拟； (5).根据AHP方法对虚拟维修过程进行评价； (6).起落架虚拟维修训练系统的软件实现。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1论文选题背景和意义

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.3本文主要研究内容和章节安排

1.3.1本文主要研究内容

1.3.2本文章节安排

第二章起落架虚拟维修基础理论

2.1虚拟现实理论

2.1.1虚拟现实的定义

2.1.2虚拟现实的特征

2.1.3虚拟现实的分类

2.1.4虚拟现实系统的结构

2.2虚拟维修理论

2.2.1虚拟维修的定义

2.2.2虚拟维修的特征

2.2.3虚拟维修的优点

2.2.4虚拟维修系统功能与结构

2.2.5虚拟维修系统的关键技术

2.2.6虚拟维修的主要应用

2.3起落架功能与结构

2.3.1起落架基本组成及功用

2.3.2减震系统

2.3.3收放系统

2.3.4刹车系统

2.4本章小结

第三章虚拟场景与碰撞处理

3.1三维实体建模

3.1.1几何建模

3.1.2物理建模

3.1.3行为建模

3.1.4起落架三维实体模型的实现

3.2场景组织管理

3.2.1场景图

3.2.2空间分割

3.2.3虚拟维修场景组织管理

3.3碰撞处理

3.3.1碰撞检测方法分类

3.3.2包围盒方法

3.3.3起落架虚拟维修中的碰撞处理

3.4交互控制

3.4.1交互基本概念和特征

3.4.2虚拟环境基本交互任务实现

3.5本章小结

第四章虚拟维修中拆卸与装配过程仿真

4.1虚拟拆装对象模型

4.1.1拆装单元实体模型

4.1.2拆装单元关系模型

4.1.3拆装对象模型的实现

4.2虚拟拆装序列规划

4.2.1典型拆装顺序规划方法

4.2.2起落架虚拟维修训练系统中的拆装序列规划

4.3虚拟拆装路径规划

4.3.1路径规划

4.3.2路径规划方法

4.3.3路径规划主要解决的问题

4.4虚拟维修过程描述

4.5本章小结

第五章虚拟维修过程评价方法

5.1多指标综合评价方法分析

5.2层次分析法应用步骤

5.2.1递阶层次结构的建立

5.2.2构造判断矩阵

5.2.3层次单排序及一致性检验

5.2.4层次总排序及一致性检验

5.3基于层次分析法的虚拟维修过程评价

5.4本章小结

第六章起落架虚拟维修训练系统软件实现

6.1系统开发环境

6.2系统设计思想

6.3系统设计方案

6.4系统实现

6.4.1系统模型

6.4.2系统接口

6.4.3数据存储与管理

6.4.4维修过程模拟

6.4.5维修过程评价

6.5本章小结

第七章总结和展望

7.1论文总结

7.2研究展望

致 谢

参考文献

作者攻读硕士学位期间研究成果