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密集VR场景中动态人工势场重定向行走算法
1
作者
杨帆
况立群
+2 位作者
王智巽
郭正涛
熊风光
《计算机工程与应用》
北大核心
2026年第2期277-288,共12页
随着虚拟现实技术的普及,如何在有限物理空间内实现多用户自然行走与高效避障成为关键挑战。传统重定向行走算法在多用户动态场景中存在排斥力权重固定、碰撞风险高及非必要重置频繁等局限性。为此,提出一种面向密集型虚实融合环境的动...
随着虚拟现实技术的普及,如何在有限物理空间内实现多用户自然行走与高效避障成为关键挑战。传统重定向行走算法在多用户动态场景中存在排斥力权重固定、碰撞风险高及非必要重置频繁等局限性。为此,提出一种面向密集型虚实融合环境的动态人工势场重定向算法。该算法以用户行为密度为驱动,动态调整势场权重,引入最小安全距离约束机制与方向感知型重置策略,实现了对多用户干扰与空间约束的自适应引导控制。特别地,在斥力建模中融合了方向夹角与距离耦合的非线性调节机制,并通过轨迹预测误差建立用户运动自然性与干预强度之间的精细量化指标体系。在仿真实验中,该算法在多类典型场景中相较于主流算法表现更优:在单用户小空间任务中,重置频率降低约20%,平均重置步长提升约25%;在多用户大空间任务中,最大重置次数减少34%,步长提升可达60%。现场实验进一步验证了该算法在真实使用条件下的有效性,用户任务效率显著提升,重置次数更少,路径更平滑。结果表明,所提算法不仅具有良好的稳定性与可扩展性,更构建了一套适用于高密度虚实融合场景的重定向引导控制范式,为多用户协同导航与自然交互提供了可行的新路径。
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关键词
虚拟现实
重定向行走(RDW)
人工势场
动态权重优化
重置策略
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职称材料
起重机主令手柄复位弹簧多目标优化分析
被引量:
2
2
作者
梁岗
王志宇
唐炯
《计算机仿真》
北大核心
2018年第12期302-308,共7页
基于ADAMS建立起重机主令手柄的虚拟样机并进行动力学分析,得到复位弹簧对主令手柄性能有着重要影响的结论。使用ISIGHT集成技术完成对手柄虚拟样机系统的集成。分别选用拉丁超立方和正交数组法进行试验设计,得到输入因子操作力、弹簧...
基于ADAMS建立起重机主令手柄的虚拟样机并进行动力学分析,得到复位弹簧对主令手柄性能有着重要影响的结论。使用ISIGHT集成技术完成对手柄虚拟样机系统的集成。分别选用拉丁超立方和正交数组法进行试验设计,得到输入因子操作力、弹簧刚度、弹簧自由长度对输出因子弯轴最远转角、回零后小滚子与静止侧复位片最大接触力的影响因子大小,并分别运用NCGA和NSGAII两种优化方法以手柄操作力、复位碰撞力为优化目标对复位弹簧参数进行优化,得到了可靠的弹簧优化参数。
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关键词
虚拟样机
起重机主令手柄
复位弹簧
参数优化
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职称材料
磨床自定心中心架复位机构的设计与仿真
被引量:
5
3
作者
赵永强
李瑞超
+3 位作者
侯红玲
王长乾
王飞
杜海霞
《机械传动》
北大核心
2019年第7期111-115,共5页
自定心中心架作为丝杠、曲轴等细长轴类零件磨削过程中的辅助夹具,对细长轴类零件的加工精度具有非常重要的意义。复位机构作为自定心中心架的重要组成部分,关系到自定心中心架的定位精度和使用寿命。针对一种刚性复位板机构进行研究,...
自定心中心架作为丝杠、曲轴等细长轴类零件磨削过程中的辅助夹具,对细长轴类零件的加工精度具有非常重要的意义。复位机构作为自定心中心架的重要组成部分,关系到自定心中心架的定位精度和使用寿命。针对一种刚性复位板机构进行研究,实现凸轮与夹臂之间的紧密接触和及时复位,并对复位板进行参数化设计与仿真,得到了其精确的数学计算模型。利用MATLAB软件求解了某型自定心中心架刚性复位板中曲线槽的轮廓,并用MATLAB、UG及Adams软件的协同虚拟仿真功能,验证了复位板数学模型的正确性和设计方法的可行性。
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关键词
自定心中心架
复位板
细长轴
轮廓曲线
虚拟样机
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职称材料
基于CDMA网络的嵌入式设备远程升级系统
被引量:
5
4
作者
朱伟斌
张涛
+1 位作者
顾海涛
邓新欣
《电子技术应用》
北大核心
2014年第2期135-138,共4页
针对利用仿真器更新程序繁琐的问题,提出了一种全新的基于CDMA网络的远程升级解决方案。通过特殊的"常量定位"方式,实现引导升级合一和内嵌到应用程序的目的。采用虚拟复位技术,简化了升级流程。上位机通过Internet和CDMA网...
针对利用仿真器更新程序繁琐的问题,提出了一种全新的基于CDMA网络的远程升级解决方案。通过特殊的"常量定位"方式,实现引导升级合一和内嵌到应用程序的目的。采用虚拟复位技术,简化了升级流程。上位机通过Internet和CDMA网络与终端通信,支持数据包的断点续传,通过查看数据窗口中解析的数据包,实时了解升级的进度。测试结果表明,该方案提高了固件升级的便捷性,降低了升级的成本,有一定的参考价值。
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关键词
嵌入式设备
远程升级
虚拟复位
断点续传
CDMA
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职称材料
3种3D打印模型辅助治疗RobinsonⅡB2型锁骨骨折
被引量:
5
5
作者
王梦晗
齐涵
+1 位作者
张元
陈言智
《中国组织工程研究》
CAS
北大核心
2024年第9期1403-1408,共6页
背景:随着3D打印技术在医学中的应用及发展,使得骨科内固定手术迈向精准化、个体化,通过3D打印技术获得的等比例骨折模型进行术前模拟、规划,实现了由传统的2D图像向更加形象、精细的立体实物的跨越,让术者提前了解骨折类型、预演复位顺...
背景:随着3D打印技术在医学中的应用及发展,使得骨科内固定手术迈向精准化、个体化,通过3D打印技术获得的等比例骨折模型进行术前模拟、规划,实现了由传统的2D图像向更加形象、精细的立体实物的跨越,让术者提前了解骨折类型、预演复位顺序,进而实现骨折手术的个体化实施,优化了手术过程,带来更佳的术后恢复效果和更少的手术并发症。目的:比较3种3D打印模型结合计算机虚拟复位技术辅助切开复位接骨板内固定和传统切开复位接骨板内固定治疗RobinsonⅡB2型锁骨骨折的临床疗效。方法:将80例RobinsonⅡB2型锁骨骨折患者随机分为试验组(40例)和对照组(40例),试验组利用3种3D打印模型(患侧锁骨骨折模型、计算机模拟锁骨骨折复位后模型、健侧锁骨镜像模型)结合计算机虚拟复位技术在术前进行体外手术预演,最后利用健侧锁骨镜像模型进行3D打印来提前弯折和选择接骨板进行内固定,对照组直接进行切开复位接骨板内固定。比较两组患者入院至手术时间、术中出血量、手术时间、透视次数、对接骨板的折弯次数、骨折愈合时间、并发症发生情况及两组患者治疗前后目测类比评分、Constant肩关节功能评分。结果与结论:试验组患者入院至手术时间长于对照组(P<0.05);试验组患者手术时间、术中透视次数及对接骨板的折弯次数均小于对照组(P<0.05);试验组患者骨折愈合更快,并发症更少(P<0.05);两组患者术中出血量无统计学差异(P>0.05);两组患者Constant评分均有随时间延长而上升的趋势(F=613.50,P<0.001),但组间比较差异无显著性意义(F=0.08,P=0.78),测量次数与分组无交互效应(F=0.27,P=0.66)。两组患者目测类比评分随时间延长而下降(F=1149.55,P<0.001),但组间比较差异无显著性意义(F=0.02,P=0.88),测量次数与分组无交互效应(F=1.02,P=0.36)。结果表明使用3D打印模型结合计算机虚拟复位技术进行术前预演,可以缩短手术时间、减少术中透视及对接骨板折弯的次数,同时具有骨折愈合更快、并发症更少的优势,并能达到与传统切开复位接骨板内固定相似的功能恢复。
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关键词
3D打印
RobinsonⅡB2
锁骨骨折
接骨板内固定
CT三维重建
术前预演
虚拟复位
暂未订购
3D打印数字化外科在面中份骨折整复中的应用研究
6
作者
胡旻
曹璐璐
+2 位作者
李忠
马猛
艾克拜尔·塔吉
《中国医疗美容》
2020年第8期41-45,共5页
目的将3D打印技术应用在面中份粉碎性骨折整复手术中,探寻数字化外科、精准医学在手术过程中的优势。方法选取我院2017年4月-2020年4月口腔颌面外科收治的面中份粉碎性骨折病例17例。术前完成数据采集,根据DICOM软件数据进行患者头面部...
目的将3D打印技术应用在面中份粉碎性骨折整复手术中,探寻数字化外科、精准医学在手术过程中的优势。方法选取我院2017年4月-2020年4月口腔颌面外科收治的面中份粉碎性骨折病例17例。术前完成数据采集,根据DICOM软件数据进行患者头面部骨性解剖的3D虚拟重建,同期完成虚拟复位,打印出模型后提前预弯钛板,在正式进行手术复位时,以它作为手术复位的标准,指导手术,术中验证匹配程度,测量术前、术后眼球突度、睑裂对称指数、内眦鼻梁矢状高度对称指数、VSA患者自评等指标。结果在3D打印技术支持下,所有的手术病例均顺利完成,平均手术时间较传统手术明显缩短,与健侧数据进行对比,眼球突度、睑裂对称指数、内眦鼻梁矢状高度对称指数、VSA患者自评等检测数据均得到很好地改善,P<0.05。患者术后面部外形改善明显,复位效果满意。其中4例患者术后感染,抗炎后症状明显改善。1例患者术后复视无改善,半年后症状消失。3例脑脊液漏,术后1个月症状消失。结论在3D打印技术支持下,通过术前采集测量、虚拟复位、术前预弯等技术,极大地提高了面中份粉碎性骨折术中复位的精准性、压缩了手术时间,故很大程度上减少了并发症的发生。值得临床开展应用。
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关键词
3D打印
面中份骨折
虚拟复位
数字化外科
精准医学
暂未订购
题名
密集VR场景中动态人工势场重定向行走算法
1
作者
杨帆
况立群
王智巽
郭正涛
熊风光
机构
中北大学计算机科学与技术学院
机器视觉与虚拟现实山西省重点实验室
山西省视觉信息处理及智能机器人工程研究中心
出处
《计算机工程与应用》
北大核心
2026年第2期277-288,共12页
基金
山西省科技重大专项计划“揭榜挂帅”项目(202201150401021)
山西省自然科学基金(202303021211153)
山西省科技成果转化引导专项(202104021301055)。
文摘
随着虚拟现实技术的普及,如何在有限物理空间内实现多用户自然行走与高效避障成为关键挑战。传统重定向行走算法在多用户动态场景中存在排斥力权重固定、碰撞风险高及非必要重置频繁等局限性。为此,提出一种面向密集型虚实融合环境的动态人工势场重定向算法。该算法以用户行为密度为驱动,动态调整势场权重,引入最小安全距离约束机制与方向感知型重置策略,实现了对多用户干扰与空间约束的自适应引导控制。特别地,在斥力建模中融合了方向夹角与距离耦合的非线性调节机制,并通过轨迹预测误差建立用户运动自然性与干预强度之间的精细量化指标体系。在仿真实验中,该算法在多类典型场景中相较于主流算法表现更优:在单用户小空间任务中,重置频率降低约20%,平均重置步长提升约25%;在多用户大空间任务中,最大重置次数减少34%,步长提升可达60%。现场实验进一步验证了该算法在真实使用条件下的有效性,用户任务效率显著提升,重置次数更少,路径更平滑。结果表明,所提算法不仅具有良好的稳定性与可扩展性,更构建了一套适用于高密度虚实融合场景的重定向引导控制范式,为多用户协同导航与自然交互提供了可行的新路径。
关键词
虚拟现实
重定向行走(RDW)
人工势场
动态权重优化
重置策略
Keywords
virtual
reality
redirected walking(RDW)
artificial potential field
dynamic weight optimization
reset
strategy
分类号
TP18 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
TP39 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
起重机主令手柄复位弹簧多目标优化分析
被引量:
2
2
作者
梁岗
王志宇
唐炯
机构
上海海事大学物流工程学院
美国康涅狄格大学机械工程系
出处
《计算机仿真》
北大核心
2018年第12期302-308,共7页
文摘
基于ADAMS建立起重机主令手柄的虚拟样机并进行动力学分析,得到复位弹簧对主令手柄性能有着重要影响的结论。使用ISIGHT集成技术完成对手柄虚拟样机系统的集成。分别选用拉丁超立方和正交数组法进行试验设计,得到输入因子操作力、弹簧刚度、弹簧自由长度对输出因子弯轴最远转角、回零后小滚子与静止侧复位片最大接触力的影响因子大小,并分别运用NCGA和NSGAII两种优化方法以手柄操作力、复位碰撞力为优化目标对复位弹簧参数进行优化,得到了可靠的弹簧优化参数。
关键词
虚拟样机
起重机主令手柄
复位弹簧
参数优化
Keywords
virtual
prototype
Master joystick of crane
reset
spring
Parameter optimization
分类号
TP391.9 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
磨床自定心中心架复位机构的设计与仿真
被引量:
5
3
作者
赵永强
李瑞超
侯红玲
王长乾
王飞
杜海霞
机构
陕西理工大学机械工程学院
陕西汉江机床有限公司
出处
《机械传动》
北大核心
2019年第7期111-115,共5页
基金
陕西省自然科学基础研究计划项目(2019JM-466)
陕西省教育厅专项科研计划项目(18JK0148)
陕西理工大学人才启动项目(SLGQD1811)
文摘
自定心中心架作为丝杠、曲轴等细长轴类零件磨削过程中的辅助夹具,对细长轴类零件的加工精度具有非常重要的意义。复位机构作为自定心中心架的重要组成部分,关系到自定心中心架的定位精度和使用寿命。针对一种刚性复位板机构进行研究,实现凸轮与夹臂之间的紧密接触和及时复位,并对复位板进行参数化设计与仿真,得到了其精确的数学计算模型。利用MATLAB软件求解了某型自定心中心架刚性复位板中曲线槽的轮廓,并用MATLAB、UG及Adams软件的协同虚拟仿真功能,验证了复位板数学模型的正确性和设计方法的可行性。
关键词
自定心中心架
复位板
细长轴
轮廓曲线
虚拟样机
Keywords
Self-centering center rest
reset
plate
Slender shaft
Profile curve
virtual
prototype
分类号
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
基于CDMA网络的嵌入式设备远程升级系统
被引量:
5
4
作者
朱伟斌
张涛
顾海涛
邓新欣
机构
杭州电子科技大学电子信息学院
聚光科技(杭州)股份有限公司
出处
《电子技术应用》
北大核心
2014年第2期135-138,共4页
文摘
针对利用仿真器更新程序繁琐的问题,提出了一种全新的基于CDMA网络的远程升级解决方案。通过特殊的"常量定位"方式,实现引导升级合一和内嵌到应用程序的目的。采用虚拟复位技术,简化了升级流程。上位机通过Internet和CDMA网络与终端通信,支持数据包的断点续传,通过查看数据窗口中解析的数据包,实时了解升级的进度。测试结果表明,该方案提高了固件升级的便捷性,降低了升级的成本,有一定的参考价值。
关键词
嵌入式设备
远程升级
虚拟复位
断点续传
CDMA
Keywords
embedded device
remote upgrade
virtual reset
breakpoint resume
CDMA
分类号
TN92 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
3种3D打印模型辅助治疗RobinsonⅡB2型锁骨骨折
被引量:
5
5
作者
王梦晗
齐涵
张元
陈言智
机构
蚌埠医学院连云港临床学院
南京医科大学康达学院附属连云港第二人民医院
出处
《中国组织工程研究》
CAS
北大核心
2024年第9期1403-1408,共6页
基金
连云港市卫生健康委科技项目(202022),项目负责人:陈言智。
文摘
背景:随着3D打印技术在医学中的应用及发展,使得骨科内固定手术迈向精准化、个体化,通过3D打印技术获得的等比例骨折模型进行术前模拟、规划,实现了由传统的2D图像向更加形象、精细的立体实物的跨越,让术者提前了解骨折类型、预演复位顺序,进而实现骨折手术的个体化实施,优化了手术过程,带来更佳的术后恢复效果和更少的手术并发症。目的:比较3种3D打印模型结合计算机虚拟复位技术辅助切开复位接骨板内固定和传统切开复位接骨板内固定治疗RobinsonⅡB2型锁骨骨折的临床疗效。方法:将80例RobinsonⅡB2型锁骨骨折患者随机分为试验组(40例)和对照组(40例),试验组利用3种3D打印模型(患侧锁骨骨折模型、计算机模拟锁骨骨折复位后模型、健侧锁骨镜像模型)结合计算机虚拟复位技术在术前进行体外手术预演,最后利用健侧锁骨镜像模型进行3D打印来提前弯折和选择接骨板进行内固定,对照组直接进行切开复位接骨板内固定。比较两组患者入院至手术时间、术中出血量、手术时间、透视次数、对接骨板的折弯次数、骨折愈合时间、并发症发生情况及两组患者治疗前后目测类比评分、Constant肩关节功能评分。结果与结论:试验组患者入院至手术时间长于对照组(P<0.05);试验组患者手术时间、术中透视次数及对接骨板的折弯次数均小于对照组(P<0.05);试验组患者骨折愈合更快,并发症更少(P<0.05);两组患者术中出血量无统计学差异(P>0.05);两组患者Constant评分均有随时间延长而上升的趋势(F=613.50,P<0.001),但组间比较差异无显著性意义(F=0.08,P=0.78),测量次数与分组无交互效应(F=0.27,P=0.66)。两组患者目测类比评分随时间延长而下降(F=1149.55,P<0.001),但组间比较差异无显著性意义(F=0.02,P=0.88),测量次数与分组无交互效应(F=1.02,P=0.36)。结果表明使用3D打印模型结合计算机虚拟复位技术进行术前预演,可以缩短手术时间、减少术中透视及对接骨板折弯的次数,同时具有骨折愈合更快、并发症更少的优势,并能达到与传统切开复位接骨板内固定相似的功能恢复。
关键词
3D打印
RobinsonⅡB2
锁骨骨折
接骨板内固定
CT三维重建
术前预演
虚拟复位
Keywords
3D printing
Robinson II B2
clavicle fracture
bone plate internal fixation
CT three-dimensional reconstruction
preoperative rehearsal
virtual reset
分类号
R459.9 [医药卫生—治疗学]
R318 [医药卫生—生物医学工程]
R683.41 [医药卫生—骨科学]
暂未订购
题名
3D打印数字化外科在面中份骨折整复中的应用研究
6
作者
胡旻
曹璐璐
李忠
马猛
艾克拜尔·塔吉
机构
新疆乌鲁木齐美奥口腔医院
出处
《中国医疗美容》
2020年第8期41-45,共5页
基金
自治区卫生计生委青年医学科技人才专项科研项目,项目编号:WJWY-201924。
文摘
目的将3D打印技术应用在面中份粉碎性骨折整复手术中,探寻数字化外科、精准医学在手术过程中的优势。方法选取我院2017年4月-2020年4月口腔颌面外科收治的面中份粉碎性骨折病例17例。术前完成数据采集,根据DICOM软件数据进行患者头面部骨性解剖的3D虚拟重建,同期完成虚拟复位,打印出模型后提前预弯钛板,在正式进行手术复位时,以它作为手术复位的标准,指导手术,术中验证匹配程度,测量术前、术后眼球突度、睑裂对称指数、内眦鼻梁矢状高度对称指数、VSA患者自评等指标。结果在3D打印技术支持下,所有的手术病例均顺利完成,平均手术时间较传统手术明显缩短,与健侧数据进行对比,眼球突度、睑裂对称指数、内眦鼻梁矢状高度对称指数、VSA患者自评等检测数据均得到很好地改善,P<0.05。患者术后面部外形改善明显,复位效果满意。其中4例患者术后感染,抗炎后症状明显改善。1例患者术后复视无改善,半年后症状消失。3例脑脊液漏,术后1个月症状消失。结论在3D打印技术支持下,通过术前采集测量、虚拟复位、术前预弯等技术,极大地提高了面中份粉碎性骨折术中复位的精准性、压缩了手术时间,故很大程度上减少了并发症的发生。值得临床开展应用。
关键词
3D打印
面中份骨折
虚拟复位
数字化外科
精准医学
Keywords
3D printing
Mid-facialfracture
virtual reset
Digital surgery
Precision medicine
分类号
R782.4 [医药卫生—口腔医学]
暂未订购
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
密集VR场景中动态人工势场重定向行走算法
杨帆
况立群
王智巽
郭正涛
熊风光
《计算机工程与应用》
北大核心
2026
0
在线阅读
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职称材料
2
起重机主令手柄复位弹簧多目标优化分析
梁岗
王志宇
唐炯
《计算机仿真》
北大核心
2018
2
在线阅读
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职称材料
3
磨床自定心中心架复位机构的设计与仿真
赵永强
李瑞超
侯红玲
王长乾
王飞
杜海霞
《机械传动》
北大核心
2019
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
基于CDMA网络的嵌入式设备远程升级系统
朱伟斌
张涛
顾海涛
邓新欣
《电子技术应用》
北大核心
2014
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
3种3D打印模型辅助治疗RobinsonⅡB2型锁骨骨折
王梦晗
齐涵
张元
陈言智
《中国组织工程研究》
CAS
北大核心
2024
5
暂未订购
6
3D打印数字化外科在面中份骨折整复中的应用研究
胡旻
曹璐璐
李忠
马猛
艾克拜尔·塔吉
《中国医疗美容》
2020
0
暂未订购
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