虚拟现实技术的国内外研究现状与发展-许微虚拟现实技术的国内外研究现状与发展 许 微 (中国地质大学(武汉) 信息工程学院 ,湖北 武汉 430074) 摘 要 :虚拟现实技术是一门新兴边缘的技术 ,研究内容涉及多个领域 ,应用十分广泛 ,被公认为是 21 世纪重要的发 展学科以及影响人们生活的重要技术之一。从虚拟现实的概念出发 ,对虚拟现实技术的国内外研究现状进行了充分论述 , 并展望了虚拟现实的发展趋势。 关键词 :虚拟现实 ;研究现况 ;发展趋势 中图分类号 : F061. 3 文献标识码 :A 文章编号 :167223198 (2009) 0220279202 1 虚拟现实 虚拟现实(Virtual Reality ,简称 VR) ,又译为临境 , 灵 境等。从应用上看它是一种综合计算机图形技术、多媒体 技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术及仿真技术 等多种科学技术综合发展起来的计算机领域的最新技术 , 也是力学、数学、光学、机构运动学等各种学科的综合应用。 这种计算机领域最新技术的特点在于以模仿的方式为用户 创造一种虚拟的环境 ,通过视、听、触等感知行为使得用户 产生一种沉浸于虚拟环境的感觉 ,并与虚拟环境相互作用 从而引起虚拟环境的实时变化。现在与虚拟现实有关的内 容已经扩大到与之相关的许多方面 ,如“人工现实”(Artifi2 cial Reality) 、“遥在”( Telepresence) 、“虚拟环境”( Virtual Environment) “、赛博空间”(Cyberspace) 等等。 2 国外虚拟现实技术研究现状 计算机的发展提供了一种计算工具和分析工具 ,并因 此导致了许多解决问题的新方法的产生。虚拟现实技术的 产生与发展也同样如此 ,概括的国内外虚拟现实技术 ,它主 要涉及到三个研究领域 :通过计算图形方式建立实时的三 维视觉效果 ;建立对虚拟世界的观察界面 ;使用虚拟现实技 术加强诸如科学计算技术等方面的应用。 2. 1 VR 技术在美国的研究现状 美国是虚拟现实技术研究的发源地 ,虚拟现实技术可 以追溯到上世纪 40 年代。最初的研究应用主要集中在美 国军方对飞行驾驶员与宇航员的模拟训练。然而 , 随着冷 战后美国军费的削减 ,这些技术逐步转为民用. 目前美国在 该领域的基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和 硬件四个方面。 上世纪 80 年代 ,美国宇航局 (NASA) 及美国国防部组 织了一系列有关虚拟现实技术的研究 ,并取得了令人瞩目 的研究成果 ,美国宇航局 Ames 实验室致力于一个叫“虚拟 行星探索”(VPE) 的实验计划。现 NASA 已经建立了航空、
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上传时间： 2022-03-17
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虚拟仪器技术发展日趋成熟，凭借着其在智能化程度、处理能力、性价比和可操作性等方面的明显优势，已经被广泛应用到各个研究领域。随着气象事业的逐步发展，气象要素的数据测量也步入自动化。将虚拟仪器和气象站相结合，具有很大的研究空间。 在这个系统中，采用了硬件和软件相结合的方式。在硬件部分，设计了温湿度传感器和气压传感器与单片机MSP430F135的接口电路，并利用单片机控制进行数据测量，得到了各要素数据并进行了相应的数据处理和温度补偿，由无线发送模块进行传输。无线接收模块通过RS-232总线与计算机相连接，把接收到的数据送入计算机。在软件方面，利用LabVIEW强大的仪器控制功能，轻松地实现了与硬件进行通信交换数据，并将数据以Excel的格式存储在计算机中。使用LabVIEW开发用户控制界面，提供了系统时间显示和数据显示，并且提供历史数据的查询，用户可以输入日期或通过第三方软件(Excel)进行历史数据的查看。此外系统设计中还具有数据超限提示功能，用户可以在前面板根据自身需要设置超限值，若测量到的数值超过用户定义的值，将在前面板进行警告提示。 该系统具有开发周期短、成本低和高效性等特点，将虚拟仪器技术和气象相结合，可以节省大量的人力、物力和时间。然而虚拟仪器技术与气象测量的结合才刚刚起步，今后还需要更深入地研究。
标签： 虚拟仪器
上传时间： 2022-05-29
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为了响应执行国家《科技发展纲要》，顺应科学技术潮流，我们萌生了编写“人工心理与数字人技术丛书”的想法，希望能够对国家的科学进步有所贡献。“人工心理与数字人技术丛书”选题主要包括以下范围（不局限于这些范围）：1）NBIC技术；2）广义人工智能技术；3）生物特征识别技术；4）虚拟现实技术；5）机器人技术；6）虚拟人技术；7）人机交互技术；8）普适计算。“丛书”的选题是开放的，我们般切希望国内外同行专家学者一起来撰写此领域的学术著作，为中华民族的科学技术事业共同努力。本丛书有如下特色：1）本丛书主要是前沿技术专题论著，选题内容新颖；2）选题主要是前沿技术，重点在于紧跟世界科技发展新趋势；3）内容深入浅出，便于自学。本丛书以科研人员及大专院校师生为主要读者，也可供工程技术人员学习前沿技术时作为参考。
标签： 机器人
上传时间： 2022-06-23
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为了实现在Virtools环境下自然方便的人机交互过程，设计开发了基于Kinect的虚拟装配交互技术。该技术通过三维多手指检测并结合Kalman滤波来稳定跟踪指尖，同时基于指尖特征自定义了多种装配所需的手势；以Mircrosoft Visual Studio 2010为开发工具，设计了手势操控相关功能块的编辑后集成于Virtools环境中，实现了手势在虚拟装配中的交互控制。实例证明，该技术能很好地完成虚拟装配过程，效果良好。
上传时间： 2014-12-29
上传用户：bjgaofei
电机是现代生产中的重要电气设备，电机的故障会对生产造成重大影响，因此需要监测电机的运行状态。同时，不断提高的环保标准要求控制电机的噪声。测试和分析电机的振动为电机的故障诊断和电机的噪声控制提供了途径，因此有必要建立一个电机振动测试分析系统。 过去20多年来，虚拟仪器技术取得了长足发展，在工程测试等领域得到了广泛的应用。相比于传统仪器，虚拟仪器技术具有性能高，扩展性强等诸多优势。LabVIEW是虚拟仪器软件开发平台中最常用的一个。 本文在虚拟仪器的基础上开发了电机振动测试分析系统，主要内容包括以下几个方面： 1．电机振动测试分析平台的建立，以LabVIEW为软件开发平台，配合数据采集卡，加速度传感器等硬件设备建立了电机振动信号采集与处理的虚拟仪器系统，完成振动信号的采集、显示、处理、数据管理等一系列功能； 2．电机振动信号处理方法的研究，深入分析了傅里叶变换、时频分析、小波分析等在电机振动信号处理中的优缺点，着重研究了独立分量分析等新技术在电机内部振动信号处理上的应用，针对电机振动的特性，给出了各种信号处理方法的参数优化： 3．电机故障诊断的研究，针对电机故障特征量的提取和选择提出了作者自己的见解，建立了基于振动的最小二乘支持向量机电机故障诊断，实例证明了支持向量机在电机故障诊断上的有效性； 4．针对电机故障诊断中故障样本不易获得的特点，提出了基于支持向量数据描述的多层分类器，是一种较有应用价值的新方法。
上传时间： 2013-06-23
上传用户：黄华强
虚拟仪器技术是以传感器、信号测量与处理、微型计算机等技术为基础而形成的一门综合应用技术。目前虚拟仪器大部分是基于PC机，利用PCI等总线技术传输数据，数据卡插拔不便，便携性差。随着嵌入式技术的飞速发展，嵌入式系统平台已经应用到各个领域，而市场上的嵌入式虚拟仪器系统还相当少，各种研究工作才刚刚起步，各种高性能的虚拟仪器和处理系统在现代工业控制和科学研究中已成为必不可少的部分。因此在我国开发具有较高性能、接口灵活、功能多样化、低成本的虚拟仪器装置势在必行。 针对目前虚拟仪器系统发展趋势和特点，采用FPGA技术，进行一种支持多种平台的高速虚拟仪器系统的设计与研究，并针对高速虚拟仪器系统中的一些技术难点提出解决方案。首先进行了系统的总体设计，确定了采用FPGA作为系统的控制核心，并选取了Labview作为PC平台应用程序开发工具，利用USB2.0接口来进行数据传输；同时选取嵌入式处理器S3C2410以及WinCE作为嵌入式系统硬软件平台。随后进行了各个具体模块的设计，在硬件方面，分别设计了前端处理电路，ADC电路以及USB接口电路。在软件方面，进行了FPGA控制程序的设计工作，实现了对各个模块和接口电路的控制功能。在上层应用程序的设计方面，设计了Labview应用程序，实现了波形显示和频谱分析等仪器功能，人机界面良好。在嵌入式平台上面，进行了WinCE下GPIO驱动程序设计，并在上层应用程序中调用驱动来进行数据的读取。为了解决高速ADC与数据缓存器的速度不匹配的问题，提出利用多体交叉式存储器结构的设计方案，并在FPGA内对控制程序进行了设计，对其时序进行了仿真。 最后对系统进行了联合调试工作，利用上层软件对输入波形进行采集。根据调试结果看，该系统对输入信号进行了较好的采样和存储，还原了波形，达到了预期效果。课题研究并且对设计出一种支持多平台的新型虚拟仪器系统，具有性能好、使用灵活，节省成本等特点，具有较高的研究价值和现实意义。
上传时间： 2013-04-24
上传用户：shwjl
将虚拟仪器技术同FPGA技术结合，设计了一个频率可控的DDS任意波形信号发生器。在阐述直接数字频率合成技术的工作原理、电路构成的基础上，分别介绍了上位机虚拟仪器监控面板的功能和结构，以及实现DDS功能的下位机FPGA器件各模块化电路的作用。经过设计和电路测试，输出波形达到了技术要求，工作稳定可靠。
上传时间： 2013-10-28
上传用户：sglccwk
面向应用于地铁牵引供电系统中的PWM整流器的智能诊断技术开展了研究。文中首先围绕影响PWM整流器可靠性最大的直流支撑电容器提出了基于参数拟合以及Miner累积损伤原则的电解电容器损伤预测方法；其次，文中基于PWM整流器直流中近端非金属性短路时短路电流受其交流电抗器抑制，从而无法可靠实现保护的特点，研究了PWM整流器的非金属性短路电流辨识方法；最后，结合PWM整流器对高性能故障诊断以及虚拟仪器技术的支持，基于分层分布思想以及虚拟仪器技术设计了地铁牵引变电所内PWM整流器的综合监控系统，介绍了系统的组成原理并给出了现场故障录波结果。
上传时间： 2014-12-24
上传用户：zhang97080564
介绍应用虚拟仪器技术开发的血铅检测分析系统，该系统不仅造价低，且性能大大优于传统血铅分析仪。随着计算机技术的飞速发展，测试技术的精确度和灵活性都大为提高,并向着数字化和智能化发展。近年来，强大的面向对象的程序开发工具的出现，使编写大规模程序更加简洁和容易，也为虚拟仪器的出现提供了前提。虚拟仪器是当前测控领域的热点，已广泛应用于航天、通信、生物工程、电子、机械等领域。采用虚拟仪器技术构建的测试仪器开发效率高，可维护性强；测试精度、稳定性和可靠性都能够得到充分保证；具有很高的性价比，节省投资，便于设备更新和功能的转换与扩充。虚拟仪器用图形化编程软件LabVIEW进行开发。LabVIEW是一个通用的编程系统，它不但具有一般的数学运算、逻辑运算和输入输出功能，还带有专门的用于数据采集和仪器控制的库函数和开发工具，以及专业的数学分析程序包，可以满足复杂的工程计算和分析需要。在LabVIEW虚拟平台上进行仪器开发不但可行而且简单方便。本文将介绍在LabVIEW虚拟平台上开发的一套血铅分析仪。铅是人体惟一不需要的微量元素，它几乎对人体所有的器官都能构成损害。即使人体内有0.01μg的铅存在，也会对健康造成损害。而且，人们即便脱离了铅污染环境或经治疗使血铅水平明显下降，受损的器官和组织也不能修复。医生特别指出，并不是一定有什么临床症状才表明已有铅中毒发生。所以，铅对人体的危害十分严重并且不容易被察觉，检查人体铅的含量在临床上有着相当重要的意义。因此，血铅分析仪的开发有着深远的现实意义和工程意义。
上传时间： 2013-10-26
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虚拟仪器技术（NI）就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成，标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。这也正是NI近30年来始终引领测试测量行业发展趋势的原因所在。只有同时拥有高效的软件、模块化I/O硬件和用于集成的软硬件平台这三大组成部分，才能充分发挥虚拟仪器技术性能高、扩展性强、开发时间少，以及出色的集成这四大优势。 软件是虚拟仪器技术中最重要的部份。使用正确的软件工具并通过调用特定的程序模块，工程师和科学家们可以高效地创建自己的应用以及友好的人机交互界面。NI公司提供的行业标准的图形化编程软件——NI LabVIEW，不仅能轻松方便地完成与各种软硬件的连接，更能提供强大的数据处理能力，并将分析结果有效地显示给用户。此外，NI还提供了许多其它交互式的测量工具和系统管理软件工具，例如连接设计与测试的交互式软件SignalExpress、基于ANSI-C语言的LabWindows/CVI、支持微软Visual Studio的Measurement Studio等等，这些软件均可满足客户对高性能应用的需求。
上传时间： 2013-11-24
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