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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
胡骏 陈东梁 张东胜 吕庭玮 吴飞阳 王玉丰
针对传统化工安全实践教学中培训内容枯燥、安全性差、学生参与度低，以及近年来高校实验室安全事故屡发等问题，该文以柴油催化加氢小型实验装置为仿真对象，使用虚拟仿真技术和Unity3D引擎设计了虚拟孪生模型、仿真交互组件和工艺机理算法，开发了一套催化加氢实验场景的仿真培训系统，实现了动态交互操作、实验模拟和风险辨识信息展示等功能。该系统为安全系统工程、工业流程仿真与数字化信息技术的融合提供支撑，并为实验培训人员提供了高保真度、强沉浸感、高安全性和可动态模拟的培训手段。
[期刊] 山西财经大学学报
[作者]
陈立
针对原本2D虚拟实验教学系统中实验效果不形象、人机交互方式单一等问题，提出了基于AR技术和Unity 3D技术的虚拟实验室系统设计。此虚拟仿真实验系统能够结合具体试验，实现操作互动，3D沉浸式的操作模式能够使学生学习兴趣得到提高，便利式的操作模式能够使训练成本得到降低，并且加强学生对实验操作流程的记忆，使教学效果得到提高。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李乃良 王利军 刘常松 张一帆
煤炭资源开采向深部煤层的进军使瓦斯治理问题日益凸显，对高质量复合型人才的培养提出了更高要求。瓦斯掺混燃烧实验涉及易燃易爆气体，伴随高温和有害气体排放，具有较高的危险性。为解决传统瓦斯燃烧利用实践教学安全风险高，教学手段单一的问题，面向工程背景与教学现状重构了实验教学的知识架构与教学目标，吸纳前沿科研成果与工程技术应用案例，基于Unity 3D开发了仿真实验软件，形成超低浓度瓦斯燃烧与烟气排放成分检测虚拟仿真实验系统。该系统为受训人员提供了高度还原现实的可视化交互式教学模式，提升了学习的灵活性和安全性，有利于工程实践能力的培养。
关键词：
实验教学 虚拟仿真 低浓度瓦斯 瓦斯燃烧
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
孔德龙 胡万欣
根据地铁信号基础设备的结构和原理,建立了基于虚拟现实技术的实验教学综合仿真平台。利用Unity 3D实现地铁信号基础设备机械结构、动作原理以及装配顺序的三维建模,并模拟地铁列车运行驾驶模式。利用该仿真平台,能够使学生快速理解和认知信号基础设备的技术参数、机械结构、动作原理、装配顺序和地铁列车的运行模式,提高轨道交通专业课程教学和实验教学的效率并降低实验成本。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
管练武 丛晓丹 张庆 周雪梅
鉴于目前开展室内滑雪运动时存在滑雪者沉浸感差、动态数据无法存储、专业动作教学及训练效果差等问题,以模拟滑雪机为平台设计基于微惯性与Unity3D引擎的室内滑雪教学与训练可视化系统。该系统结合黑龙江亚布力雪场实景构建虚拟滑雪场景,以专业滑雪运动员构建滑雪人物模型,提出碰撞实时检测策略,同时以人物实时动态测量数据为基础实现虚拟滑雪者滑行、刹车、左倾及右倾等动作控制。实验结果表明,室内滑雪教学与训练可视化系统安全性强、体验性好,是数字化及智能化滑雪教学与训练的重要装备。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
潘崇佩 李文华 徐音 喻纯旭 孔勇发 王鸿鹏 高振元
运用虚拟仿真技术,设计并开发了核衰变及高速带电粒子动能动量测量实验系统。利用浏览器中的3D模拟交互操作,学生可对放射源、β磁谱仪、探测器等核心实验装置实现高自由度、个性化定制。引入核物理领域广泛应用的Geant4科学计算程序,确保实验系统仿真结果具有即时性、真实性及可信度。通过引导式教学,学生不仅可以对相对论粒子动能与动量关系进行探究分析,还可扩展核屏蔽在内的多类核物理实验内容。实践表明,该实验能够满足核相关专业的教学需求,能够提升学生解决综合问题的能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李晓峰 薛小荣 梁兰花
利用虚拟现实技术,以Unity3D为开发引擎,以C#为脚本语言,以3ds Max为建模工具,开发了一个以矢量网络分析仪为核心的三维虚拟微波实验系统。该系统采用图形化用户界面构建实物三维模型,能够生成Windows环境下的可执行文件,在PC机上运行。学生可利用该系统学习矢量网络分析仪的构成、性能以及功能,并可利用该系统对基本微波器件进行模拟测试。系统也可辅助教师的课堂教学。
[期刊] 草业科学
[作者]
王志成 银璐 张奥博 张文森 尚素琴 李秀山
生物多样性监测对研究人员即时在空中识别物种的能力提出了很高要求。为避免人眼误鉴进而提高野外生物多样性监测时蝴蝶种类识别的准确性与时效性，以及解决用户在野外使用纸质书籍及资料查询的不便，使用户能够快速、准确鉴定蝴蝶种类。采用Unity3D技术，C#作为编程语言，基于Photoshop中的 3D技术，以甘肃兴隆山国家自然保护区的蝴蝶样本为例进行建模，进而开发手机App实现野外对蝴蝶的准确鉴定。结果显示，通过软件的页面交互实现App中蝴蝶种类的识别和查询功能，点击程序进入主界面，包括兴隆山简介、兴隆山蝴蝶、兴隆山地图、兴隆山天气等应用，其中蝴蝶形态以3D技术进行展示。用户可以根据需求选择相应功能。经初步测试，这款蝴蝶识别App的开发大大提高了用户使用的方便性和快捷性，为相关研究人员和保护区工作人员开展生物多样性监测工作提供了技术支撑，同时提高了野外蝴蝶识别的准确性，也为下一步使用其它语言乃至进行更大范围的蝴蝶识别App的研发奠定了基础。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
赵剑锟 姜爽 李泳珲 刘玉娟 曾奇 吴和喜 刘义保 严紫薇
该文以Unity3D为主要开发平台，在红沿河、海阳、昌江等中国大陆地区16个在运（建）核电厂区信息（行政区域、人口密度、路网建设等）的真实背景下，设计核事故后放射性核素（~(137)Cs、~(131)I、~(133)Xe）在大气、近海迁移过程的可视化系统，将真实的厂址信息、气象条件、放射源项等与虚拟的核事故等级和核应急疏散相结合，对核事故后放射性物质环境迁移、公众所受大气浸没照射剂量评价等进行全景式呈现，使学生身临其境地参与放射性烟羽追踪、核事故应急撤离、大气浸没剂量评价等工程实践过程。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
鲁宇明 涂传明 张平生 池吕庭
由于虚拟世界中的模型不存在物理实体，设计虚拟拆装时，模型之间易发生穿透的干涉现象。为了有效地减少此类干涉问题，提高可视化操作过程中的真实性，以某型号齿轮油泵为对象，研究能够减少干涉的虚拟装配交互方案，提出了轴向约束与欧氏距离约束相结合的移动定位拆装方法，减少了在操作层面上干涉的产生；另外研究分析了虚拟拆装操作方法以及逐帧跟随移动策略，在零部件移动时，采用预检测的方法检测移动方向上是否存在障碍，有效地避免了部件之间干涉的产生，对于减少虚拟拆装时的干涉具有实际的借鉴意义。
[期刊] 中国职业技术教育
[作者]
项朝阳 贺昉 段丹萍 谢卫红
本文总结了制药类专业实践教学中存在的一些问题,并以中药提取浓缩车间虚拟仿真教学系统为例,阐述了利用Quest 3D开发制药类专业实训仿真教学系统的设计思路和关键技术。
关键词：
虚拟现实 制药仿真 Quest 3D
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李辉勇 牛建伟 豆渊博 符宗恺
为解决嵌入式系统在线仿真实验教学平台系统操作复杂性和实验板状态可视化问题,提出优化编译功能,设计"一键式"远程在线编译的方法。该方法屏蔽了嵌入式交叉编译细节,支持学生通过浏览器操作完成代码编译。融合虚拟现实技术,设计并实现基于Unity 3D的可视化模块,通过实时监控部署在远程服务器端的实验板的输出端口,采用3D渲染的实验板模型进行可视化显示输出。教学实践表明,89.72%的学生认为实验平台操作便捷、实验显示效果好。该方法有效降低了实验入门难度,提高了学生的实验效率和体验度。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王开宇 李安琪 马驰 陈景 姜艳红 于楠楠
基于虚拟仪器、虚拟实验和虚拟现实技术现状,给出数字电路3D虚拟实验室的架构设计、技术路线和解决方案,利用建模工具3ds Max和现场沉浸感强的游戏引擎Unity3D创建了数字电路3D可交互虚拟实验平台,搭建平台的静态模型框架、动态交互控制模块以及实验操作反馈运行机制。该实验室具有良好的三维交互性、可操作性、功能完善和场景逼真生动的特点,激发学生创造性和想象力,在教学领域具有潜在的应用价值和开发价值。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
杨勇 张钊 王东亮 汶卓宇 周怀荣 张栋强
基于双功能催化剂的CO_2加氢耦合甲苯甲基化直接合成对二甲苯(p-xylene, PX)工艺具有原子经济性、可实现绿氢储存和有效利用CO_2等优点,该工艺尚未有完整的流程设计和优化策略等技术经济分析。该研究基于CO_2加氢耦合甲苯甲基化的选择催化结果,选取了高转化率、高二甲苯选择性和高PX选择性等3种甲基化催化剂及其实验结果,进行PX生产工艺流程设计与模拟。结果表明,在获得相同PX产量的基础上,高PX选择性催化剂工艺单位PX产品的原料消耗量仅为其他2种催化剂工艺的72.6%和58.9%;高二甲苯选择性催化剂工艺原料消耗率较高,并且具有最高的能耗,但借助异构化技术可实现最大PX生产潜力,展现了最优经济性。基于双功能催化剂的CO_2加氢耦合甲苯甲基化直接合成PX工艺可提高CO_2转化率、降低物料循环能耗,进一步提高二甲苯和PX选择性将极大地提升工艺的技术经济性。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王帅 张云洲 段强
针对室内环境的三维视觉同步定位与地图构建(3D VSLAM)计算量大、耗时长、硬件要求高的问题,提出了一种基于RGB-D的云机器人VSLAM实验平台。采用Kinect传感器,获取环境的RGB图像和深度信息,采用金字塔Lucas-Kanade算法实现帧间FAST特征点的快速追踪与匹配,运用RANSAC算法进行初始配准,提取关键帧。借助于云计算动态供给、弹性计算的优势,将VSLAM中计算消耗大的精确配准、闭环检测和全局优化处理过程卸载至云端进行,以减轻本地处理器的运算负担。实验结果表明,该方法能够有效地减轻VSLAM对硬件的依赖度,缩短SLAM的执行时间并提高构图精度,为云机器人以较低的成本实现先进SLAM算法提供了有效的解决途径。
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