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第1章 绪论1

1.1 技术背景与研究意义1

1.2 CVMT的相关技术研究现状3

1.2.1 VMT技术3

1.2.2 CSCW技术8

1.2.3 协同任务及协同过程建模技术9

1.2.4 协同式虚拟环境数据信息一致性技术10

1.2.5 CVM并发冲突控制技术12

1.2.6 虚拟人体运动仿真及实时交互控制技术13

1.3 全书主要思路和工作14

1.4 全书内容结构安排17

第2章 大型复杂装备CVMTS及其SSP开发19

2.1 引言19

2.2 大型复杂装备CVMTS功能需求分析20

2.2.1 大型复杂装备维修类型20

2.2.2 大型复杂装备维修特点23

2.2.3 大型复杂装备CVMT需求分析25

2.2.4 大型复杂装备CVMTS功能设计29

2.3 基于HLA和MAS的大型复杂装备CVMTS总体设计31

2.3.1 大型复杂装备CVMTS设计方法分析31

2.3.2 基于HLA和MAS的大型复杂装备CVMTS设计方法36

2.3.3 大型复杂装备CVMTS及其SSP框架结构39

2.4 大型复杂装备CVMTS联邦成员功能结构设计42

2.4.1 仿真运行管理联邦成员42

2.4.2 协同维修仿真模型联邦成员45

2.4.3 维修人员操作训练联邦成员47

2.4.4 沉浸式VME联邦成员49

2.5 大型复杂装备CVMTS及其SSP实现方法研究51

2.5.1 支持服务层51

2.5.2 对象知识层54

2.5.3 仿真应用层55

2.5.4 用户界面层55

2.6 小结56

第3章 CVMT中维修任务过程建模及其动态分配策略57

3.1 引言57

3.2 CVMTS中维修任务过程建模分析58

3.2.1 维修任务过程建模相关概念及定义58

3.2.2 协同式维修任务过程建模特点59

3.2.3 协同式维修任务过程层次化建模61

3.3 基于Petri网的协同式维修任务过程建模分析63

3.3.1 基于Petri网的协同式维修任务过程建模技术63

3.3.2 基于层次化Petri网的逻辑结构建模65

3.3.3 面向维修人员的逻辑关系建模66

3.3.4 协同式维修任务过程模型的状态演化分析70

3.4 协同式维修任务过程建模及其动态分配策略研究73

3.4.1 基于HCPN的协同式维修任务过程模型74

3.4.2 基于CMTPS HCPN的维修任务过程建模规则76

3.4.3 基于CMTPS HCPN的维修任务过程建模78

3.4.4 协同式维修任务动态分配决策83

3.5 小结87

第4章 CVMTS维修操作过程建模与仿真研究88

4.1 引言88

4.2 CVMTS维修操作过程建模分析89

4.2.1 协同式维修操作过程特点89

4.2.2 CVM操作过程模式分析90

4.3 基于时间CPN的CVM操作过程描述91

4.3.1 维修对象92

4.3.2 维修人员92

4.3.3 维修资源94

4.3.4 CVM操作过程95

4.4 CVM操作过程建模与仿真实现98

4.4.1 协同式维修操作模型98

4.4.2 面向装配体的拆卸/装配模型100

4.4.3 CVM操作过程模型102

4.4.4 CVM拆卸操作过程仿真算法实现105

4.4.5 CVM装配操作过程仿真算法实现108

4.5 小结111

第5章 虚拟人体运动仿真及其协同式交互控制113

5.1 引言113

5.2 CVMTS中的虚拟人体建模技术113

5.2.1 虚拟人体骨架模型114

5.2.2 虚拟人体皮肤建模技术116

5.2.3 虚拟人体皮肤变形方法119

5.3 虚拟人体运动仿真模型120

5.3.1 虚拟人体骨架运动坐标系121

5.3.2 四元数旋转及插值124

5.3.3 虚拟人体骨架运动模型127

5.3.4 虚拟人体皮肤变形实现130

5.4 多个虚拟维修人员的协同交互控制技术133

5.4.1 CVM中的人机交互控制技术133

5.4.2 被动式光学运动捕捉技术136

5.4.3 多人运动捕捉数据的信息补偿方法139

5.4.4 CVM中人机交互特征建模143

5.4.5 协同式人机交互控制模型147

5.5 小结150

第6章 CVMTS中异构数据信息的交互通信与协同处理151

6.1 引言151

6.2 CVMTS中异构数据信息的分发管理152

6.2.1 CVMTS中异构数据信息描述需求分析152

6.2.2 基于XML的异构数据信息描述153

6.2.3 CVMTS中的DDM优化方案157

6.3 CVMTS中的并发冲突控制策略160

6.3.1 CVMTS中的并发冲突类型160

6.3.2 基于HLA所有权管理的并发冲突控制161

6.4 CVMTS仿真时间管理及数据一致性实现164

6.4.1 CVMTS仿真时间管理机制165

6.4.2 CVMTS中数据一致性实现168

6.5 小结171

第7章 基于沉浸式VME的大型复杂装备CVMTS172

7.1 引言172

7.2 沉浸式CVMTS的组建与开发平台172

7.2.1 沉浸式CVMTS的硬件开发平台173

7.2.2 沉浸式CVMTS的软件开发平台176

7.3 沉浸式VME的关键技术研究及实现177

7.3.1 基于光学式动作捕捉系统的虚拟人体实时运动控制177

7.3.2 数据手套对虚拟人体手部动作的实时控制182

7.3.3 被动式立体投影技术183

7.4 大型复杂装备CVMTS仿真实例185

7.5 小结189

第8章 总结与展望191

8.1 总结191

8.2 展望193

参考文献195