基于MVC模式的视景仿真系统研究与设计

视景仿真系统作为虚拟现实的重要表现形式和系统仿真的重要手段,已被广泛应用于各行各业.本文针对视景仿真系档统可扩展性和可移植性需求,提出了一种基于MVC设计模式的视景仿真系统体系结构,详细阐述了基于MVC视景仿真系统总体框架的建立和各个模块的设计,并通过一个对地观测卫星视景系统的设计实现验证了该体系结构的可行性和灵活性.     

基于HLA的平台级视景仿真系统设计研究

随着计算机仿真技术的发展,在大型分布式仿真系统中,单一的视景仿真系统已经不能满足复杂系统仿真的应用需求,基于高层体系结构(HLA)的视景仿真是主要的解决方案.论文结合视景仿真技术和分布式仿真技术设计并实现了一种分布式视景仿真系统,用于武器平台的训练和试验环节,并结合虚拟仿真平台的战术特点,设计实现了相应的武器平台视景仿真系统,对平台操作训练仿真、战术推演验证仿真系统的设计等都具有指导作用.     

基于HLA和VEGA的海基靶场半实物视景仿真系统研究

为了在导弹试验任务中给指挥员提供决策支持,设计了一种基于HLA和VEGA的海基靶场半实物视景仿真系统;将三轴飞行转台、目标模拟器、负载模拟器等实物接入仿真系统,采用高层体系结构规范构建仿真系统的联邦架构,设计了联邦对象模型,建立了关键联邦成员的数学模型,解决了反射内存网与HLA的时间推进冲突问题,有效提高了仿真系统数据传输的实时性;采用MultigenCreator软件建立了各个仿真实体的3D模型,利用Vega软件实现模型的渲染、场景驱动、声音仿真等;通过系统测试,结果表明:该视景仿真系统能够实时驱动各个仿真实体运行,视景画面流畅,图像刷新速率达到30帧/s以上,满足系统实时性要求.     

基于OSG的飞行视景仿真平台开发

OSG(Open Scene Graph)是一个出色的视景仿真开源软件包,基于OSG可以开发高拟真度低费用的飞行视景过程.但是由于OSG是基础类库,因而有必要对其进行二次开发以降低视景过程的开发难度和开发周期.首先论述了OSG的体系结构,并依据装配式的视景仿真生成思想,设计了基于OSG的飞行视景仿真软件平台FSS的顶层结构体系.基于该顶层设计,实现了软件的开发,通过示例可以看出,在FSS上可以简单、快速实现飞行视景过程的创建,从而大幅度降低了飞行视景仿真过程开发的周期和难度.     

虚拟靶场运行支撑体系结构研究

为了解决武器系统研制与传统靶场试验方式间日益突出的矛盾,结合当前的技术发展和面临的实际需求,系统阐述了虚拟靶场这一新型靶场试验模式的特点及技术内涵;基于虚拟靶场对体系结构的需求,研究了虚拟靶场系统底层框架体系结构,包括高层体系结构HLA和试验与训练使能体系结构TENA,并且从应用领域及技术方案等角度对这两种典型运行支撑体系结构进行了对比分析;最后,设计了基于TENA的虚拟靶场建设的总体框架,并对各组成部分的功能进行了详细阐述,为进一步研究虚拟靶场理论及关键技术提供了参考。     

基于HLA的分布式作战视景仿真系统开发

随着分布交互仿真体系结构技术的发展,需要开发新一代的基于HLA的视景仿真系统.该文基于实时视景仿真软件平台Vega和HLA仿真支撑平台pRTI设计开发了作战对抗视景仿真系统.该文介绍了作战对抗仿真大系统的总体框架,规划了视景仿真系统的各项功能单元,详细说明了视景仿真系统的联邦设计,并且解决了HLA下视景图像的平滑显示这一关键技术.与作战对抗仿真大系统的联调表明,该系统逼真流畅地演示出仿真系统作战想定的全过程,并且满足系统仿真的实时性要求.     

基于DIS的无人机虚拟维修训练系统设计

该文系统的介绍了基于分布交互仿真技术的某型无人机虚拟维修训练系统设计方案及联邦开发的整体思路,阐述了该系统实现的主要功能。就某型无人机虚拟维修训练系统的设计实例,基于高层体系结构HLA对系统结构进行仿真设计,采用Creator对联邦实体建模,结合动态视景仿真软件Vega进行环境与目标的驱动,使得动态视景仿真在一个实例的基础上有了明确而清晰的设计思路。     

多尺度表达在虚拟视景仿真系统中的应用研究

现在分布式虚拟实验技术与视景仿真技术深入结合,使虚拟试验系统得到了广泛的应用;传统的虚拟视景仿真,在系统的各个节点上均采用单一的模型进行运算;一方面,在小规模视景仿真中,使系统资源不能得到充分利用;另一方面,在大规模视景仿真中,又无法满足系统实时性要求;为了解决这种情况,将多尺度表达的方法和原理应用于视景仿真系统中计算节点和显示节点的设计,并对两类节点运行不同尺度模型的负载匹配进行研究,对多尺度原理的应用效果进行了验证;试验结果表明,采用粗尺度模型进行大规模视景仿真时,在保证实时性的前提下,能很好地满足真实性要求;试验证明视景仿真系统中应用多尺度表达原理将使系统运行更有效率,将为大规模虚拟视景仿真系统的设计提供了一种可行的思路。     

多水下机器人视景仿真系统技术研究

该文介绍了多水下机器人群体分佰式智能控制软件的视景仿真系统。以MultiGen Creator建模,利用实时视景开发软件包OpenGL Performer,采用POSIX Thread多线程技术,在Linux环境下开发了分布式多水下机器人三维视景仿真平台。实现了多水下机器人分布式智能控制软件系统的实时视景仿真,保证了整个系统的信息共享与时间同步。同时该文讨论了该视景仿真软件的开发过程以及整个系统的体系结构和信息流程。试验结果表明,该视景系统可逼真演示多水下机器人编队水下航行、作业等过程,并满足系统仿真的实时性要求。     

虚拟靶场体系结构设计

为了将各种仿真、试验及高性能计算方法应用到靶场试验中来构建虚拟靶场,提高靶场试验的效率.研究了先进模拟与计算(ASC)计划的层次结构,分析了其代码实现框架SIERRA的体系结构,详细阐述了试验与训练使能体系结构(TENA).将ASC中的模拟试验方法及SIERRA框架中的高性能计算服务与TENA相结合,设计了虚拟靶场体系结构(VRA)及其中间件,其中VRA弥补了TENA在虚拟试验过程中对高性能计算支持不足的缺点.通过导弹攻击战斗机实例的试验结果表明,利用VRA进行虚拟试验可为产品的分析、仿真和试验提供有力支持.     

基于同步遥测信号处理的实时仿真模型设计

卫星遥测信号解析是卫星综合测试系统的重要组成部分。传统的遥测信号采集方案,基于Windows非实时平台,降低了系统解析的实时性和和判读的有效性。从故障预案的模型系统应用场景为出发点,阐述了基于实时系统模型架构的遥测信号仿真模型设计思路、原理及功能实现。该方法继承了模型的迭代特性,通过在每一个周期中对比特流数据的读取和同步帧头的识别,实时地获取遥测信息,为设计故障预案,提供充分信息,具有较强的工程实际意义。     

基于ARM内核单片机的体育比赛模拟控制系统

构建体育比赛模拟控制系统,提高对体育比赛的现场智慧化管理和信息调度能力,提出基于ARM内核单片机的体育比赛模拟控制系统设计方法。采用实时视频和图像检测方法,构建体育比赛现场赛事的模拟数据传输和图像分析模型,通过过程化的线性调度和赛事流程规划和控制,采用可视化的视频远程监控方法实现对体育比赛的现场赛事的视景仿真和动作特征点分析,采用赛事分布视频动态特征提取方法,实现体育比赛现场赛事管控特征分析。构建体育比赛现场的动态参数数据集预处理模块、信息传输模块、视频监测与回放模块和人机交互模块等,采用ARM内核单片机控制方法建立体育比赛模拟控制系统的核心处理器,构建体育比赛过程状态可视化云平台的服务器,通过五层结构体系设置的模拟控制系统的体系结构模型,结合总线传输控制技术实现控制系统硬件和软件设计。测试结果表明,设计的体育比赛模拟控制系统人机交互性和视频传输控制能力较好,控制收敛性较好,能实现体育比赛现场智能监控和动态控制。     

基于OpenGL的三维建筑设计组件的设计与实现

本文提出了一种面向对象的支持三维图形可重用的组件层次设计方法，分析了组件的性能、设计方法和图元算法，实现了基于OpenGL的支持三维虚拟场景、建模和运动仿真的组件设计，描述了实体的运动层次链接关系和数据结构，并实现了虚拟环境的建筑物建模和运动仿真。     

PHM仿真试验系统设计与应用

PHM系统是保障机载设备稳定安全运行的重要工具。通过构建PHM仿真试验系统,可以对系统架构、总线接口、数据处理、分区存储等系统功能进行仿真验证,以便尽早发现PHM系统设计初期存在的各种问题,及时对方案进行改进和优化,降低系统研制的风险。对PHM仿真试验系统的设计进行了研究,提出了一种PHM仿真试验系统设计与应用方法,从总体层次、软硬件设计等方面介绍仿真试验系统的组成和功能设计。搭建飞机级及各区域级的仿真设备,构建基于总线通讯的交联仿真网,支持数据、模型、流程等功能的仿真,并在最后给出了仿真试验的主要流程。实际应用表明,本方法能够较好地支撑仿真验证试验,从而缩短试验周期,提高研制效率,为系统设计工作提供支撑从PHM系统功能验证的角度为PHM系统研制提供支撑。     

基于视景仿真的航行训练仿真器的设计

该文结合当前的视景仿真技术发展和船艇航行训练仿真器的实际需求,设计了基于视景仿真技术的分布交互式船艇航行训练仿真器体系结构,详述了数学建模和三维建模的难点及过程,并对系统中的三维鼠标的应用、数据手套的应用、海底地形建模倒丶际踅辛松钊胙芯？详述了系统的人机交互界面体系,具体阐明了系统对视点、碰撞检测、虚拟手的控制,最后阐述了该虚拟现实仿真器的实现,实际使用表明该仿真器具有一定实用性,文章结尾还指出今后进一步研究的方向.     

一种应用于飞行场景仿真的图像注入模块设计

飞行场景仿真测试是目标特征捕获系统研制过程的重要组成部分,针对目标特征捕获系统模拟飞行场景仿真对场景图像显示的实时性以及数据传输高速率等挑战,本文提出了一种应用于飞行场景仿真的高速图像注入模块设计方案：以FPGA为核心器件,控制USB 3.0接口与LVDS总线实现图像的高速传输,利用FPGA进行图像转换提高图像显示的实时性,并采用基于乒乓操作的双缓存结构保证数据传输的连续性。实验结果表明,该模块在实现1.4Gbps图像传输速率的同时,保证了图像显示实时性与传输正确性。     

基于大数据及云计算技术的警务战术训练仿真系统设计

为了提升警务战术训练仿真系统的建模精度和响应效率,提高警员的战术技能水平,提出基于大数据及云计算技术的警务战术训练仿真系统设计方法。利用云计算技术设计系统的总体架构,构建警务战术训练仿真系统的分层模型,确定系统各层在运行过程中的主要职责;根据系统总体构架设计信息管理模块、主控模块、判定模块、信息采集模块和情景控制模块,完成系统的硬件设计;在软件设计中创新地引入全卷积孪生网络和大数据技术,重构相似块组,优化图像质量;应用Sketchup软件处理基本矢量图数据,构建训练场景矢量图,对警务战术训练场景进行三维建模,以此实现警务战术的仿真训练。实验结果表明,应用所提方法处理后的图像峰值信噪比为65.9dB,结构相似度为0.923,具有较高的图像采集质量、三维建模精度和系统响应效率。可为警务战术训练场景的三维建模提供可靠依据,有效优化警员的战术训练效果。     

仿真在战术互联网效能评估中的应用

效能评估是战术互联网建设的重要内容,仿真是效能评估的关键技术.在分析战术互联网效能评估方法的基础上提出了基于HLA的战术互联网分布式仿真系统体系结构,基于战术互联网战场环境的特点建立了网络场景模型,并从对路由协议性能的影响方面与目前常用网络仿真环境模型进行了比较,仿真结果说明不同的网络场景模型将对战术互联网性能仿真产生较大的影响从而影响效能评估结果.文章所建立的战术互联网仿真系统体系结构和网络场景模型可以对战术互联网性能仿真和效能评估提供一定参考.     

基于UML的多视图软件体系结构描述方法研究*

提出一种新的基于UML(unified modeling language)的多视图模型,即“6＋1”视图模型,从场景、概念视图、框架视图、过程视图、数据视图、构件视图、物理视图七个视角完整地描述一个系统的体系结构,并将该视图模型应用到钢材库管理系统的体系结构描述中。实践表明,它是面向对象软件开发方法中高效而实用的软件体系结构建模方法。     

铁路仿真通用三维可视化系统建模研究

铁路仿真通用三维可视化系统是一个通用可视化平台,用户以三维漫游的方式查看铁路仿真数据。在分析仿真业务需要和铁路三维场景的数据特性的基础上,本文对系统建模进行研究,设计了系统框架和模块,给出了三维场景漫游控制流程。实验室初步试验证明,这个概要模型时可行的。