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視景仿真
Vortex
優(yōu)秀的多體動力學(xué)模擬仿真系統(tǒng) Vortex
近十年來,隨著計算機(jī)軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展,在虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域出現(xiàn)了許多高級的開發(fā)工具和硬件設(shè)備,大大提高了虛擬場景創(chuàng)建和虛擬環(huán)境中的人機(jī)交互等方面的能力。用戶利用開發(fā)工具,配合虛擬現(xiàn)實硬件,能夠?qū)⑷撕屯獠渴澜绺綦x開來,使其具有身臨其境的感覺,更逼真地觀察所研究的對象,更自然、更真實地與對象進(jìn)行交互。但這類軟件所處理的對象卻大多還只局限于靜止或者簡單運動的物體,難以勝任復(fù)雜的運動和力的仿真。與此同時，傳統(tǒng)的動力學(xué)軟件由于界面復(fù)雜、可操作性差，難以成為日常設(shè)計開發(fā)的有效手段。
多體動力學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)Vortex，強(qiáng)調(diào)準(zhǔn)確性和實時性并重。它建立的交互式的仿真操作環(huán)境，可以像3D游戲一樣實現(xiàn)仿真功能；同時它不同于一般的計算機(jī)動畫制作軟件, 建立優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型和優(yōu)秀的計算方法，不僅僅追求形似,也能獲得較高的計算精度和計算速度。
Vortex可以考慮各種真實的戰(zhàn)場環(huán)境（例如同時可以考慮陸路和水路），更為突出特點是：Vortex可以實現(xiàn)實時仿真和交互操作。它區(qū)別于傳統(tǒng)的動力學(xué)軟件，用戶在進(jìn)行動力學(xué)模擬的同時，可以實時的修改各種動力學(xué)參數(shù)，從而不需要重新啟動軟件，就可以像目前流行的3D游戲一樣來進(jìn)行操控、駕駛和射擊的模擬，甚至可以同時模擬多個車輛組成的編隊進(jìn)行實戰(zhàn)演練等。具體Vortex可以實現(xiàn)的功能有以下幾類：
精確的動力學(xué)分析
· 帶運動的機(jī)械系統(tǒng)；
· 連接彈簧單元；
· 考慮系統(tǒng)中的摩擦、慣性、扭矩、轉(zhuǎn)動等；
· 復(fù)雜的豐富的零部件連接運動幅；
· 無侵入的剛性碰撞約束；
· 考慮大型的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)，例如履帶車輛；
· 可以得到精確的接觸載荷
· 支持開環(huán)和閉環(huán)的機(jī)械系統(tǒng)；
· 幾乎所有的特性可以在仿真的同時，進(jìn)行實時的修改；
· 穩(wěn)定的、精確的車輛系統(tǒng)仿真，包括懸掛模型、車輪、驅(qū)動系統(tǒng)等；
· 車輛系統(tǒng)的軌道模擬等碰撞干涉檢查
· 支持的地形描述：三角單元、高精度四邊形單元等
· 利用精確的碰撞響應(yīng)快速的進(jìn)行干涉檢查；
· 干涉檢查將對所有的物體均進(jìn)行法向、侵入距離和表面的分離距離的分析；
· 包括粗糙的、精確的和符合的幾何外形模擬；
· 預(yù)估得到碰撞時間；
· 對于交互發(fā)生的干涉建立有專門的傳感器等。
· 降低產(chǎn)品研發(fā)的風(fēng)險，并加速產(chǎn)品的上市；
· 開發(fā)可以用于產(chǎn)品操作的模擬器；
應(yīng)用領(lǐng)域
Vortex基于經(jīng)典的牛頓定律，可以對車輛系統(tǒng)進(jìn)行實時動力學(xué)仿真，并精確得考慮了真實的車輛、機(jī)器人等機(jī)械產(chǎn)品的工作環(huán)境，將仿真精度和速度進(jìn)行很好的平衡。經(jīng)過了大量的實際項目的驗證，Vortex被證明可以被成功的用來進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計、分析、操作訓(xùn)練、以及無人駕駛車輛的操作和路徑規(guī)劃等，主要應(yīng)用在國防和通用機(jī)械行業(yè)的以下研究領(lǐng)域中：
· 高真實度的地面車輛戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)場環(huán)境的模擬；
· 主要人員的訓(xùn)練：車輛駕駛員、火炮操縱系統(tǒng)人員或者其他操作員的訓(xùn)練；
· 無人駕駛車輛的導(dǎo)航系統(tǒng)；
· 真實產(chǎn)品的設(shè)計；
· 戰(zhàn)場地形學(xué)研究；
· 虛擬環(huán)境建設(shè)；
· 視覺設(shè)備開發(fā)；
· 航天器的在軌飛行和著陸分析；
· 港口、碼頭燈起重設(shè)備的操作分析；
· 機(jī)器人遠(yuǎn)程控制和操作；
· 航空飛行器的模擬。
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