文档介绍：南京航空航天大学
硕士学位论文
面向飞行器设计的虚拟集成平台(IVPAD)关键技术的研究与实
现
姓名:甘春闰
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:庄毅
20080101
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
随着计算机技术和虚拟现实技术的不断发展,把虚拟现实技术引入到产品的
设计过程中,不仅可缩短产品开发周期、降低生产成本,而且增强了产品的可靠
性。在航空领域,虚拟设计技术在飞行器的数字样机的设计中发挥越来越重要的
作用,研究支撑飞行器设计的虚拟集成平台具有重要的意义和实用价值。
论文在对碰撞检测、运动导航、虚拟手套集成等技术进行研究的基础上,结
合虚拟设计的应用和飞行器设计的实际需求,设计了一个面向飞行器设计的虚拟
集成平台的框架结构,不仅可满足飞行器设计建模需求,而且可为上层的虚拟装
配、虚拟维修、虚拟设计提供通用的功能服务;研究了虚拟环境中的手势识别技
术,在对 D-S 证据理论进行研究的基础上,结合模糊聚类 FCM 思想,设计了一
种手势识别的算法,并通过实验验证了算法的有效性和性能;对虚拟环境中的虚
拟手抓取条件和穿透限制进行了较深入的研究,提出了基于面片的虚拟手穿透判
断以及处理的算法,实现了虚拟手在 CATIA 虚拟环境中的抓取、平移、旋转以
及释放等操作;基于 CATIA 环境,采用 CAA 和虚拟手套 SDK 二次开发技术,初步
实现了一个面向飞行器设计的虚拟集成平台原型系统。
面向飞行器设计的虚拟集成平台,采用把数据手套和虚拟头盔等设备集成到
CATIA 中的策略,能有效的解决目前虚拟设计系统中的数据交换、实时交互性等
问题,具有良好的交互性和方便性等特点。
关键词:虚拟现实,CATIA,虚拟平台,虚拟手,手势识别,精确操作

I
面向飞行器设计的虚拟集成平台关键技术的研究与实现
Abstract
With the continuous development puter technology and virtual reality,
people introduce virtual reality into the process of product design, which has not only
shortened the product development cycle and reduced production cost, but also has
strengthened product reliability. In aeronautics area, virtual reality plays an
increasingly important role on the designing digital model machine of aircraft, the
study of integrated virtual platform supporting aircraft design is provided with
important significance.
Based on the research of technologies such as collision detection, motion
navigation and virtual-glove integration etc., the bines virtual design
application with the practical demand of aircraft design and has designed the
integrated virtual platform for aircraft-design framework. It not only satisfies building
model demand of aircraft design, but also provides a few universal functions to upper
applications such as virtual assembly, virtual maintenance, virtual design; After
having studied the technology of hand gesture recognition in virtual environment,
based on research to D-S evidence theory, combining the fuzzy cluste