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視景仿真

Vortex

優秀的多體動力學模擬仿真係統 Vortex

近十年來,隨著計算機軟硬件技術的飛速發展,在虛擬現實領域出現了許多高級的開發工具和硬件設備,大大提高了虛擬場景創建和虛擬環境中的人機交互等方麵的能力。用戶利用開發工具,配合虛擬現實硬件,能夠將人和外部世界隔離開來,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、更真實地與對象進行交互。但這類軟件所處理的對象卻大多還隻局限於靜止或者簡單運動的物體,難以勝任複雜的運動和力的仿真。與此同時,傳統的動力學軟件由於界麵複雜、可操作性差,難以成為日常設計開發的有效手段。

多體動力學虛擬仿真係統Vortex,強調準確性和實時性並重。它建立的交互式的仿真操作環境,可以像3D遊戲一樣實現仿真功能;同時它不同於一般的計算機動畫製作軟件, 建立優化的數學模型和優秀的計算方法,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場環境(例如同時可以考慮陸路和水路),更為突出特點是:Vortex可以實現實時仿真和交互操作。它區別於傳統的動力學軟件,用戶在進行動力學模擬的同時,可以實時的修改各種動力學參數,從而不需要重新啟動軟件,就可以像目前流行的3D遊戲一樣來進行操控、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行實戰演練等。具體Vortex可以實現的功能有以下幾類:

精確的動力學分析

· 帶運動的機械係統;

· 連接彈簧單元;

· 考慮係統中的摩擦、慣性、扭矩、轉動等;

· 複雜的豐富的零部件連接運動幅;

· 無侵入的剛性碰撞約束;

· 考慮大型的複雜機械係統,例如履帶車輛;

· 可以得到精確的接觸載荷

· 支持開環和閉環的機械係統;

· 幾乎所有的特性可以在仿真的同時,進行實時的修改;

· 穩定的、精確的車輛係統仿真,包括懸掛模型、車輪、驅動係統等;

· 車輛係統的軌道模擬等碰撞幹涉檢查

· 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快速的進行幹涉檢查;

· 幹涉檢查將對所有的物體均進行法向、侵入距離和表麵的分離距離的分析;

· 包括粗糙的、精確的和符合的幾何外形模擬;

· 預估得到碰撞時間;

· 對於交互發生的幹涉建立有專門的傳感器等。

· 降低產品研發的風險,並加速產品的上市;

· 開發可以用於產品操作的模擬器;

應用領域

Vortex基於經典的牛頓定律,可以對車輛係統進行實時動力學仿真,並精確得考慮了真實的車輛、機器人等機械產品的工作環境,將仿真精度和速度進行很好的平衡。經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行產品設計、分析、操作訓練、以及無人駕駛車輛的操作和路徑規劃等,主要應用在國防和通用機械行業的以下研究領域中:

· 高真實度的地麵車輛戰術、戰場環境的模擬;

· 主要人員的訓練:車輛駕駛員、火炮操縱係統人員或者其他操作員的訓練;

· 無人駕駛車輛的導航係統;

· 真實產品的設計;

· 戰場地形學研究;

· 虛擬環境建設;

· 視覺設備開發;

· 航天器的在軌飛行和著陸分析;

· 港口、碼頭燈起重設備的操作分析;

· 機器人遠程控製和操作;

· 航空飛行器的模擬。

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