六自由度跳伞模拟训练系统设计与实现

针对当前的跳伞模拟平台无法全方位还原跳伞各阶段六自由度运动过程的问题,设计并实现了六自由度跳伞模拟训练系统。设计了模拟器的体系结构,并说明了跳伞运动解算、六自由度运动平台、操纵负荷、虚拟现实视景、体感营造、教员控制台等分系统的实现。该系统通过引入六自由度电动平台,带动受训者模拟跳伞各种姿态,帮助受训人员掌握跳伞操纵动作,增强姿态保持能力;利用虚拟现实技术,还原三维跳伞场景,训练临场感强、效果逼真,对提高跳伞训练质效、促进部队战斗力建设具有重要意义。     

浅谈中小型虚拟现实训练系统的场景设计

虚拟现实训练系统是我军训练手段的发展方向。客观条件要求其具备较强的真实性、客观性，以使受训者产生“沉浸感”。对小型训练系统而言，利用三维手段构建科学的仿真模型，使用DirectX技术可以实现较好的效果。     

面向电力变压器虚拟装配的多感官融合交互方法

虚拟装配技术旨在真实还原设备和物理场景,在真实环境中人们可以通过视觉、听觉、触觉等多种感官与物理世界进行信息交互。针对已有虚拟装配系统的真实感受限于单一感官人机交互方式的问题,提出一种多感官融合的信息交互方法,以提升沉浸感和操作性。提出一种在待装配体零部件体积差异性大的情况下的改进八叉树AABB包围盒碰撞检测算法,提升计算精度的同时极大减少计算量。实验结果表明：该方法在提高操作性和沉浸感方面有优越性。     

面向战略决策训练的"沉浸式"虚拟信息集成环境研究

信息虚拟化将信息以可视、可听、可自由交互、可体验的方式表现出来,增强用户对信息认知。虚拟信息集成环境综合运用仿真模拟、多媒体、虚拟现实、人机交互、信息可视化等技术,通过虚拟新闻、虚拟万维网、虚拟情报研判室等信息虚拟化方式,营造多维的、具有沉浸性的决策训练环境,使受训者能更好地进入"角色"、体验决策训练过程。     

面向流场可视化的沉浸式虚拟现实交互系统研究

针对基于二维显示交互环境的流场可视化应用由于深度信息不足导致交互效率较低的问题,引入虚拟现实技术,提出具备多样化交互方式的沉浸式流场可视化系统。该系统基于凝视与手势交互技术,设计并实现了基于用户手势的导航方法与三维交互控件,基于用户凝视与手势的沉浸式交互面板,以及基于可视化场景的沉浸式交互管理方法与基于可视化算法树的可视化网络管理方法,对用户交互进行了系统化管理,能够在沉浸式环境提供对典型流场可视化操作的全流程支持。用户实验结果表明：该系统能够在典型流场可视化场景下为用户提供高效、自然的交互。     

可交互式相控阵雷达DOA估计仿真系统设计

针对相控阵雷达波达方向（direction of arrival,DOA）估计的仿真、验证和评估等问题,论述了相控阵雷达DOA估计的建模与评估,设计了一个采用交互式操作的实时仿真系统。该仿真系统能进行可交互目标环境、相控阵列和目标探测效能评估模型的建模与仿真,模拟出对实时飞行的目标进行探测时,信号发射、空间传播、回波信号采集以及信号处理等过程,并能对DOA估计结果进行评估,仿真结果验证了该仿真系统的实用性和有效性。该仿真系统的设计为现代战争环境下相控阵雷达的系统设计、目标探测效能评估、装备性能展示、测试与验证奠定了基础。     

基于妥协案例推理的作战仿真实验范围迁移

作战仿真实验范围通常依靠专家确定，耗费代价较大。为将作战仿真实验的历史数据中关于实验范围选择的知识迁移至新的作战仿真实验案例，提出一种基于妥协策略的案例推理方法。根据案例的数据特点，提出作战仿真实验案例的表示方法；根据案例的结构和属性特点，提出主客观综合赋权的混合相似度计算方法；针对案例检索时出现检索失败和检索结果包含信息量较少的问题，提出基于妥协策略的案例检索方法；根据检索结果的特点，提出实验范围的整合迁移方法。基于历史数据进行了实验分析，证明了方法的有效性。     

基于对象元模型的LVC实验资源服务化方法研究

真实-虚拟-构造仿真(live-virtual-constructive，LVC)实验中存在大量异构的仿真资源对象。针对传统对象模型已无法满足信息化战争对武器装备体系快速响应的实验任务需求问题，开展基于对象元模型的LVC实验资源服务化方法研究。给出基于对象元模型的资源描述方法，在对象交互、消息传递、远程方法调用3类资源服务化基本形式基础上，设计虚拟化状态对象(virtualization infrastructure object，VIO)远程方法调用模块，虚拟化状态对象-虚拟化对象模型(virtualization infrastructure object - virtualization object model，VIO-VOM)组件发布/订阅模块，VIO-VOM聚合、组合、继承、回调机制，以及本地类虚拟化对象模型，消息类虚拟化对象模型。该方法可为实现LVC实验复杂资源的快速调度、监控、分发、部署、运行控制、数据采集等运行管理服务提供方法支撑。     

结合社交媒体数据的城市交通事件可视分析方法

社交媒体中的文本内容可对交通量数据进行补充,为此提出一个交通事件可视分析方法。建立交通事件文本处理模型,提取事件的描述信息;基于图嵌入算法学习道路节点属性的向量表示,建立道路相似性模型;结合核密度模型建立交通事件发生概率预测模型;设计了一个交互式可视分析界面对于交通事件进行可视分析与探索。通过交通信息抽取、道路相似性度量以及交通事件交互预测等案例分析,验证了所提方法的有效性,可以辅助交通部门管理决策。     

面向兵棋系统的卫星导航对抗行动推演模型研究

随着信息化作战体系对天基时空基准的依赖逐渐增强，卫星导航对抗快速发展为夺取天基定位、导航和授时信息优势的主要作战行动。以构建卫星导航对抗行动推演模型为目标，在分析相关研究现状的基础上，设计了导航信息环境计算模型和导航对抗行动仿真模型，探索了兵棋系统导航信息环境可视化和高分辨率仿真计算模型代替低分辨率概率效果模型的实现途径，支撑了在天基导航信息支援下的战前筹划和战时评估，实现了导航对抗行动的兵棋推演。     

基于光线追踪的实时超声模拟与虚拟现实的集成

为进一步提高超声医师培训效率以及降低培训成本，开发了一种与虚拟现实(VR)环境集成在一起的超声训练系统。将基于光线追踪的超声图像模拟方法整合到虚拟现实环境中，利用沉浸式VR体验进行医学超声培训，并将该方法获得的模拟超声图像与使用基于生成对抗网络(GAN)技术和Field II超声模拟器模拟的超声图像进行比较。实验数据表明，本文的超声模拟器在光线数量为256，模型的三角片数量超过200 000的条件下，能够以43帧/s的速度实时生成高质量的模拟超声图像，同时验证了光线追踪结合VR环境进行超声模拟是可行的。     

高炮分布交互仿真系统组成及其关键技术

简单介绍了高炮分布交互仿真系统体系结构，分析了警戒雷达仿真、指挥系统仿真和高炮仿真所需要的支撑技术，包括计算机系统软件和自己开发的一些通用软件。另外，对目前市场上应用比较多的分布交互仿真开发工具ＶＲ－Ｌｉｎｋ的部分功能进行了分析，并与我国开发的软件进行了比较。     

虚拟装备仿真训练系统中的一种行为建模方法

首先分析了虚拟现实系统的自主性特点,要使得虚拟环境中物体具备自主性需要建立相应物体的其物理行为模型,对其物理行为进行仿真,从而确定虚拟环境中物体的状态。在构建特定的VR系统时,人作为参与者必须按照一定的规则和虚拟环境中的物体进行交互,尤其在虚拟装备仿真训练系统中,建立相应的操作行为模型以确定环境中物体行为和反应。本文提出了一种基于规则的行为建模方法,已成功应用于某大型武器装备虚拟仿真训练系统,提高了系统的沉浸感和交互性。     

高炮防空作战动画模拟的研究与实现

本文在研究多媒体技术和动画技术的基础上,具体实现了高炮防空作战动画模拟.该模拟将多媒体引入军用仿真,通过声、图、文等多种形式实现对高炮防空作战的三维动画仿真.它能真实而详细地再现我方高炮与敌方飞机火力对抗的全部过程,具有逼真效果.文中主要解决了多媒体数据压缩及火力对抗仿真数据处理等关键技术,并提出了相应的动画压缩文件和生成算法.     

ERT-VR:一种地震救援训练虚拟仿真系统

ERT-VR系统主要包括指挥员训练子系统与小组训练子系统两部分。指挥员训练子系统基于多通道立体显示系统构建沉浸环境,小组训练子系统以头盔显示器与数据手套等为主要交互设备。ERT-VR设计与实现了一个训练想定生成器,生成的想定数据类似于试题,管理人员分配给受训人员。受训过程被实时记录与评估。阐述了ERT-VR系统组成、功能结构、运行过程与运行实例。     

基于运动感知的VR体验舒适度研究

针对观众在进行虚拟现实(virtual reality,VR)体验后出现眩晕、恶心等不适的问题，建立一种基于运动感知的VR体验舒适度评估方法。通过对立体VR视频进行稠密光流估计，分析场景中的水平运动和垂直运动计算视频帧速度矩阵，提出了基于帧差法和基于时域的帧加速度特征提取方法，将提取的速度、加速度等运动特征结合支持向量回归算法建立VR体验舒适度评估模型。实验结果表明，基于时域帧加速度特征的评估模型优于基于帧差法的模型，且性能较现有其它模型更接近主观评价值，均方根误差减小到7.0,Pearson相关系数提高到0.955 3。     

基于Unity3D的水平定向钻机虚拟实训系统设计

针对传统水平定向钻机实训中存在的设备紧缺、资源损耗严重、人员安全隐患等问题,提出了一种基于Unity3D的水平定向钻机虚拟实训系统设计方案,并搭建了实验平台。该方案包括Solidworks, 3dsMax模型构建,Unity3D软件虚拟动画及场景开发,罗德里格旋转矩阵三维轨迹算法推导,数据采集（DAQ）,系统软硬件通信等技术内容。实验结果表明：该方案可行,系统具有良好的可操作性与真切的沉浸感,比传统实训更加方便、廉价、安全,并提高了水平定向钻机的培训效率。     

VR环境下的矢量场可视化交互感知技术研究与应用

提出了一种新的基于VR环境下的矢量场可视化的交互感知方法，将虚拟现实的交互技术和矢量场数据的可视化有机鲒合起来，给出了该方法的实现原理并探讨了其中的一些关键技术，用户可以通过三维跟踪设备、三维鼠标、数据手套等外设与矢量场数据进行自然交互，更快捷的发现并感知数据中感兴趣的或较隐蔽的细节部分，使许多抽象的、难于理解的原理和规律变得更容易理解。最后在Powerwall虚拟现实系统上进行实例验证，并应用在工程实践中。     

基于HLA的森林灭火仿真系统的研究

针对虚拟森林灭火仿真需要支持多种不同要素可同时参与灭火仿真的功能需求，提出了一种基于HLA的可扩展的分布式森林灭火仿真体系结构，基于这种结构，仿真用户可以通过目标系统重组的方式构建具体的联邦应用系统，并就系统设计、开发过程中的关奠技术，如FOM／SOM设计、联邦成员框架结构设计，仿真运行机制，时间策略设王等分别作了深入研究，在此基础上完成了森林灭火仿真原型系统的设计与开发。