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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随着电力电子技术的飞速发展，高频开关电源由于其诸多优点已经广泛深入到国防、工业、民用等各个领域，与人们的工作、生活密切相关，由此引发的电网谐波污染也越来越受到人们的重视，对其性能，体积，效率，功率密度等的要求也越来越高。因此，研究具有高功率因数、高效率的ACDC变换技术，对于抑制谐波污染、节钓能源及实现绿色电能变换具有重要意义通过分析目前功率因数校正PFC）技术与直流变换（DcDC）技术的研究现状，采用了具有两级结构的AcDc变换技术，对PFC控制技术，直流变换软开关实现等内容进行了研究。前级PFC部分采用先进的单周期控制技术，通过对其应用原理、稳定性与优势性能的研究，实璄了主电路及控电路的参数设计与优化，简化了PFC控制电路结构、根据控制电路特点与系統环路稳性要求，完成了电流环路与整个控制环路设计，确保了系统稳定性，提高了系统动态响应。通过建立电路闭环仿真模型，验证了单周期控制抑制输入电压与负载扰动的优势性能及连续功率因数校正的优点，优化了电路参数后级直流变换主电路采用LLC谐振拓扑，通过变频控制使直流变换环节具有轼开关特性。分析了不同开关频率范围内电路工作原理，并建立了基波等效电路，采用基波分析法对VLc需城电路的电反增益性，输入阻抗持性进行了研究，确定了电路软开关工作范图。以基波分析结果为基础进行了合理的电路参数优化设计，保证了直流变换环节在全输入电压范围、全负载范围内能实现桥臂开关管零电压开通zVS}，较大范围内边整流二极管零电流关断区CS），并将谐振电路中的电压电流应力降到最小，极大的提高了系统效率同时，为了提高系统功率密度，选择了优化的磁性元器件结构，实现了谐振感性元件与变压器的磁性器件集成，大大减小了变换电路的体积在理论研究与参数设计的基础上，搭建了实验样机，分别对PFC部分和DcDC部分进行了实验验证与结果分析。经实验验证ACDc变换电路功率因数在0.988以上，直瓿变换电路能实现全范图软开关，实现了高效率AcDC变换。关键词：ACDC变换：功率因数校正：；高效率；LLC谐振电路：单周期控制
上传时间： 2022-03-23
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基于TMS320F28035芯片为控制核心的空间矢量异步电机变频器 我们设计的异步电机变频调速器以TMS320F28035芯片为控制核心，通过输出三相PWM波控制智能功率模块IPM驱动三相异步电机。我们使用空间矢量SVPWM算法，并对其进行了优化。采用检测反电势的方法省去了昂贵的光电编码器，大大节省了成本。同时开创性的研发了自动根据运行环境调节的自适应变频算法，使我们的变频调速器可以在电网条件恶劣的乡村山区工作，由此该变频器已被一家民用水泵生产企业预订。关键字 变频器 TMS320f28035 IPM SVPWM In our design, the asynchronous machine inverter based on the chip of TMS320F28035 drives the three-Phase asynchronous machine by sending three-phase PWM waves to the IPM, which is short for the Intelligent-Power-Module. The SVPWM (space vector pulse width modulation) strategy is applied to our control algorithm and we optimize it mainly in two aspects. Firstly the inverter detects the speed by measuring the Back EMF instead of installing an expensive photoelectric encoder for costs reduction.
标签： tms320f28035 芯片
上传时间： 2022-05-08
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CCD（Charge Coupled Device）是电荷耦合器件的缩写，它是一种特殊的半导体器件，是一种新型的固体成像器件。它既具有光电转换的功能，又具有信号电荷的存储、转移和读出的功能。CCD应用技术是光、机、电和计算机相结合的高新技术。目前，CCD技术广泛应用于视频处理的前端，它通过光电转换将光信号转化为电信号，以便于后续电路的处理。本文从CCD出发，系统地介绍了CCD的发展、结构、特点和分类，并以CV-A50/CV-A60相机为例，阐述CCD相机的控制时序，并介绍了调光的种类及各自的优缺点。本文以AT mega16单片机为例，详细地介绍了用AVR单片机控制调光的硬件和软件的实现，为调光系统的设计提供了一种新的思路。目前，视频技术已经广泛应用于监控和测量领域，并在宁航、遥感、军用设备、自动控制等方面有很多应用。民用的CCD相机，广泛应用在各种需要监视和图像采集的环境中。例如：银行监视器的镜头，数码相机镜头，数码摄像机镜头，手机镜头等中都得到了广泛的使用。视频技术通常由采集，处理和分析三部分组成。作为图像采集前端的CCD，承担着将光信号转变成电信号的任务，直接影响着后续的计算机图像处理的效果，对整个系统的性能起着重要作用。快门时间是CCD的重要指标，影响着CCD的图像质量和速度。因此，合理的选择快门时间是非常重要的。有些相机具有自动快门，能够较好的控制曝光时间，有些可以通过跳线设置快门，根据观察的结果进行设置。先进的快门控制是通过调光板实现的，通过对背景环境的预测，结合一定的算法，来合理的设置快门时间。一般来说，CCD相机可以内部产生各种同步信号和控制时序，也可以通过外部控制来调节CCD的快门时间和相机的进光量，以达到帧速度和视频质量的较好匹配。目前，对CCD相机调光的控制可分为机械调光，液品调光和电子调光等方式 其中，电子调光是常用的方式。本设计基于AT megal6单片机控制，通过C语言编程，达到调光的目的。
上传时间： 2022-06-17
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音响作为科学技术语或名词，至今似尚无公认的科学定义。音响技术的发展经历了电子管、晶体管、场效应管的历史时期，在不同的历史时期部各有其特点。预计音响技术今后的发展主流为数字音响技术。80年代初数字音响技术推广到民用范围.从而使音响技术进入一个新时代。与模拟音响相比较，数字音响可使信噪比、动态范用、声道分离度、谐波失真、频率响应等性能指标有显著提高。应特别指出的是目前用于音响放大器的许多客部件已标准化、系列化，其电路形式也大体定型。因此，在设计时应尽量引用现成的单元电路，按一定的规则进行组合，设计出符合要求的音响放大器。为进行小系统电路设计的综合训练，本课题设汁一种具有电子混响、音调控制并可以实现“卡拉OK"伴唱的音响放大器。1.1 设计目的与意义1，设计目的（1）了解音响放大器的构成，并组成一个简单的音响放大器。（2）理解音调控制器，集成功率放大器的工作原理和应用方法。（3）理解和掌握音响放大器的主要技术指标和测试方法。（4）根据给出的技术条件和指标，设计音响放大器。（5）能够独立搭接电路、掌握调试技术。2，设计意义（1）音啊技术的发展经历了电子管、晶体管、场效应管的历史时期，在不同的历史时期都各有其特点。
上传时间： 2022-06-17
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激光雷达（Lidar light detection and ranging，光探测和测距的缩写）是利用激光作为探测源的1种探测雷达。与常见的微波雷达所采用的波源微波相比，激光具有单色性好、相干性强、方向性好的特点，而且光波的工作波长与微波相比小3~5个数量级，因而激光雷达有极高的时空分辨力和抗干扰能力。因此，激光雷达在测距、制导、导航、测绘和大气遥感、大气探测等军用、民用领域有非常广阔的发展前景1-1由于激光雷达的波源是激光，所以其回波信号的接收是1个光电转换的过程。激光雷达工作过程中激光源与探测目标、大气的相互作用以散射和吸收为主，十几公里外的回波多则十几少则几个光子，信号非常弱，因此激光雷达微弱信号检测、放大技术是激光雷达的关键技术之.。目前，国内外在激光雷达信号前置放大领域的研究不多，往往是直接应用市场成品于不同的激光雷达，实际使用效果有好有坏。国外研制PMT前置放大器的公司有EMI，PHIL IPS SCIEN-TIFIC等公司，然而，不同的激光雷达，其回波信号和系统参数往往不一样，因此有必要根据实际的激光雷达系统参数对其前置放大器进行优化设计，这样才能更好的对激光雷达信号进行检测放大。
上传时间： 2022-06-19
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激光探测技术是激光技术的一个最重要的方面。激光由于具有高亮度和方向性、单色性好等特点，因此在国防和民用领域中正发挥着越来越重的作用。脉冲激光探测技术作为激光探测技术的一种方式，正在成为世界研究的热点。本文以激光雷达为研究背景，在通过增大接收系统口径提高回波信号信噪比的前提下，从理论和实验上研究了脉冲激光回波信号特性对探测性能的影响。在理论和设计方面，本文首先对几种激光探测技术进行深入的研究。对脉冲激光测距中回波信号进行分析，并建立信噪比测距方程，在此基础上，推导回波信号功率和系统噪声公式。定量分析了接收系统三种主要的噪声，并从接收系统出发，研究接收口径和接收视场对探测信噪比的影响，在设计上，采用大口径物镜以提高回波信号强度，采用雪崩光电二极管（APD）作为光电探测器件，通过干涉滤光片和视场光阑降低系统背景噪声以提高回波信号信噪比。前置放大电路采用跨导放大电路结构，有效地对APD所输出的微弱电流信号进行放大。在实验方面，通过大量的实验和实验数据，研究了回波信号幅值和测距误差以及测距不确定度的关系，发现回波信号幅值越大，系统的测距误差和测距不确定度越小。研究了脉冲激光回波信号的幅值和上升时间的统计分布。分析了测距系统带宽对于系统探测概率和漏测率的影响，发现过小的系统带宽会使系统探测特性发生恶化。最后，对信噪比和探测概率的关系做了实验研究。本文的研究对脉冲激光探测理论有一定的完善作用，对后续系统的研制和探测指标的改善有很好的参考价值。
上传时间： 2022-06-20
上传用户：得之我幸78
无扫描激光雷达测距成像技术和其他测距系统相比具有可对动态物体清晰成像，功耗低，体积小，成本低廉的优点。无论在军事上，还是在民用上都有非常重要的地位，是激光需达的重点研究方向。本论文介绍了四种基于不同原理的无扫描激光雷达方案。其中基于脉冲增益调制法的无扫描激光雷达具有很强的创造性，该方案使用脉冲光源，脉冲光源发出脉冲光照射目标物体，经物体反射后由功能光接收器MCP（Micro Channel Plate）接收，对MCP施加线性增益调制，在MCP输出端形成新的光场，由CCD（Charge Couple Device）接收.CCD输出的图像经图像处理后得到二维图像信息。该方案对背景光干扰不敏感，可成像距离远，具有很大的研究价值。本文设计了一套模拟系统来验证基于脉冲调制法的无扫描激光雷达测距方案的可行性，由于光电倍增管PMr（Photoelectric electron-multiplier tube）在功能上和MCP具有最大的相似性，所以模拟系统中功能光接收器采用光电倍增管。系统由激光驱动模块、PMT驱动模块、时序控制模块、采样接收模块四个部分组成。我们利用自行研制的模拟系统进行了大量的模拟实验，经过对实验结果分析发现该模拟系统的测量距离可达到1千米，测量误差在15米以内，表明了该方案是确实可行的。论文最后对误差来源进行了分析，并对整个项目进行了总结和展望。
上传时间： 2022-06-21
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摘要：随着CCD性能的不断提高，CCD技术在军、民用领域都得到了广泛的应用。介绍了TCDI501C线阵CCD的驱动电路设计，详细介绍了用VHDL完成的CCD图像传感器驱动时序设计和视频输出差分信号驱动电路的设计。关键词：线阵CCD；图像传感器：仪器仪表放大器；差分驱动1引言电荷耦合器件（CCD，Charge Couple Device）是20世纪60年代末期出现的新型半导体器件。目前随着CCD器件性能不断提高，在图像传感、尺寸测量及定位测控等领域的应用日益广泛，CCD应用的前端驱动电路成本价格昂贵，而且性能指标受到生产厂家技术和工艺水平的制约，给用户带来很大的不便。CCD驱动器有两种：一种是在脉冲作用下CCD器件输出模拟信号，经后端增益调整电路进行电压或功率放大再送给用户；另一种是在此基础上还包含将其模拟量按一定的输出格式进行数字化的部分，然后将数字信息传输给用户，通常的线阵CCD摄像机就指后者，外加机械扫描装置即可成像。所以根据不同应用领域和技术指标要求，选择不同型号的线阵CCD器件，设计方便灵活的驱动电路与之匹配是CCD应用中的关键技术之一。
上传时间： 2022-06-22
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引言随着射频技术的发展，基于ISO14443A协议的近场距离识别技术越来越多的应用于民用产品中，最常见的如公共交通、身份识别、门禁监控等众多领域。为使应用系统的开发人员快速开发射频识别产品，本文设计了一种实用型射频读写模块，该模块具有天线识别距离大、用户接口灵活和操作简单等特点。该模块采用MFRC522作为射频读写芯片，该芯片支持ISO14443A的多层协议；在内部嵌入天线，同时支持使用外部天线的功能。分别从硬件和软件两方面对系统设计进行详细的介绍：硬件方面给出系统总体框图，并对主要芯片和天线设计进行介绍；软件方面则重点介绍ISO14443A协议和接口编程，最后结合应用实例，展示了模块通用和易用等特点。1硬件电路设计本文设计的射频模块为基于MFRC522射频读写芯片，适用于支持ISO14443A协议的所有非接触式卡。硬件系统由射频读写芯片MFRC522、单片机LPC931、电源模块和天线电路组成，系统硬件框图如图1所示。
上传时间： 2022-06-24
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