基于数字海洋环境的视景仿真系统研究

对海洋地理信息的三维可视化技术进行了深入研究。以MultiGen Creator和Veea为三维视景开发平台研究了三维模型的重建问题和海洋环境的生成技术，主要包括海洋信息的提取和实物建模，利用大规模数据库管理技术实现场景的区域化管理，采用星际模型和粒子技术模拟自然环境等。最后论文将生成的数字海洋环境嵌入潜艇航行训练模拟器的三维视景仿真系统中，根据潜艇当前的位置和姿态实时更新场景数据，为训练人员提供更加逼真的训练环境。仿真结果表明，该视景系统能满足模拟器的实时性和逼真性要求。     

一种海底地形和海流虚拟生成方法

提出了一种用于AUV视景仿真的海洋环境中海底地形和海流的虚拟实现方法。海底地形不但考虑了离散点电子海图数据，而且也将某些特征数据考虑在内，从而生成相对精度较高的海底地形。海洋中的海流采用两个层次的方法进行模拟：建立海流数据库方法以及水动力软件计算方法。该方法的研究对于AUV自主地形导航技术以及避碰策略等研究具有极为重要的意义，并且上述方法生成的海洋环境已经在AUV数字仿真平台中得到了应用。     

基于GeoTIFF格式的Creator三维地形建模技术

大面积真实地形三维建模技术是视景仿真系统开发的难点问题。提供了基于GeoTIFF数据格式的三维地形建模方法,采用Global Mapper格式转换技术将GeoTIFF数据格式转换为USGS DEM数据格式,应用Creator地形建模技术建立了某地域的三维地形仿真模型,实现了真实地形三维建模的快速化、实用化。     

虚拟座舱实时视景仿真系统的设计与实现

本文首先阐述了虚拟现实技术在虚拟座舱视景仿真领域的应用，并通过三维可视数据库对物体及地形场景进行了建模，然后利用实时开发应用程序对场景动画进行驱动，最后实现了虚拟座舱的实时视景仿真系统。该系统可以完全满足虚拟座舱实时性的要求，为研究座舱仿真系统的视景实时生成问题提出了新的解决方案。     

视景仿真技术在油田井下作业中的应用研究

介绍了视景仿真技术的概念，阐述了在视景仿真技术中三维场景的显示、多边形网格模型、碰撞检测、粒子系统等关键技术。以油田井下作业视景仿真系统中的多流测试器建模以及井场搬家为例，介绍了在视景仿真系统中建模的过程以及三维引擎的设计开发。     

海洋环境的动态仿真系统研究

采用Open Inventor作为三维建模和视景仿真的工具,构建了一套海洋环境动态仿真系统.本系统利用声纳等水下数据采集设备实时获取的海洋数据信息(如海底深度、海洋底质类型及其声学参数、舰艇潜艇位置信息等)构建三维海洋环境.本系统不仅可以满足多个用户对当前海洋环境实时仿真的需求,还允许用户能够根据各自的需求进行不同场景的定点、定时回放,并实现播放、暂停、快退、停止等功能.本系统在南海浅信区进行了海试试验.试验结果表明,此仿真系统可以取得非常逼真的仿真效果.     

地铁列车运行仿真系统中三维视景建模和简化

随着计算机软、硬件技术的迅速发展,利用三维视景仿真技术动态描述列车运行仿真过程成为一个新的发展方向。简要介绍了三维视景技术在地铁列车运行仿真系统中的应用情况,以北京地铁一号线为例,分析了地铁三维视景模型的构成,研究了在PC机上利用Creator建立地铁三维模型的主要过程,详细分析了建模过程中的难点问题及相应的解决方法,最后介绍了适合地铁车站三维模型的简化方法。     

基于虚拟现实技术的船艇航行训练仿真系统的研究

介绍了虚拟现实技术在船艇航行训练仿真系统中的应用,叙述了船艇运动方程的建模、海洋虚拟环境建模以及人机交互界面的构建,对三维鼠标与数据手套的应用、视点与虚拟手的控制、海底地形建模与碰撞检测技术等进行探讨,解决了船艇航行的运动仿真、环境仿真以及实物仿真等问题。     

虚拟地景仿真中地物的几何建模技术

地物的几何建模技术是虚拟地景仿真中最重要的研究领域之一。本文重点对几何形态建模、纹理映射建模等技术进行了较为详细的论述,并建成了“虚拟小区”三维视景模型。     

虚拟仿真技术在地铁列车运行仿真系统中的研究

对虚拟仿真技术进行了研究,并将其应用到地铁运行仿真系统的视景仿真中.着重从场景模型的生成、动态场景的控制、视点变换、人物仿真等几个方面研究了虚拟仿真技术与地铁运行仿真系统的结合,并以北京地铁二号线的改造为背景,在PC机上实现了CBTC(Communication Based Train Control)地铁列车运行仿真系统中的虚拟视景仿真.     

可视球面海浪建模与绘制

大规模海浪的快速建模和绘制是目前的研究热点,如何建立球面海浪模型和对可视球面海浪区域进行多分辨采样,是在数字地球平台上实现大规模海浪实时模拟的关键。为解决此问题,结合现有算法,考虑球面曲率影响,提出了球面海浪模型,以及相应的屏幕细分算法和海陆判断算法,解决了球面海浪模型存在的高纬度"压缩"现象,将计算和绘制限制在视点相关的可视球面海浪区域。实验表明,该方法适合大规模海浪仿真,其绘制效果逼真性好,速度快,能满足交互应用的需求。     

虚拟海洋环境中潜艇六自由度运动的视景仿真

利用虚拟现实技术对潜艇的六自由度模型进行视景仿真,可以实时的对潜艇运动模型的运动效果进行修正,对于潜艇航行训练模拟器的研究及虚拟海战场的实现具有重大的意义。对潜艇的运动模型进行了合理的简化,确立了设计模型,然后利用多边形建模软件Creator及视景驱动软件Vega建立虚拟海洋地理环境及潜艇的几何模型,并在API应用程序中对潜艇的六自由度运动进行实时控制。设计结果表明本仿真系统很好的模拟了潜艇的运动情况,在开展实艇的虚拟训练、应急操纵等方面有广阔的应用前景。     

采摘机械手虚拟设计与仿真系统的研究

在产品虚拟设计与仿真系统的开发中,为了实现智能设计,虚拟设计与企业产品设计的协同性、同一性和可重用性,实体建模属性的统一规范和标准定义十分必要。第一,首次提出和制定了可以用于虚拟产品建模与仿真的命名规则标准,为虚拟机械产品的设计提供参考。第二,构建水果采摘机械手虚拟设计与仿真系统的体系结构,建立了机械手机构设计模块,它包括机构的参数化设计和知识重用;第三,构建了机械手设计知识库和三维仿真模块;第四,已知机械手视觉获取目标的三维坐标,用软件实现反求机械手运动及其算法,并实现虚拟环境下的机械手对目标定位和采摘的三维仿真;第五,开发了水果采摘机械手虚拟设计与仿真系统。最后,通过三维仿真和实验样机对关键技术进行了验证。

Abstract：

In the development of product virtual design and simulation system, in order to achieve the cooperativity, identity and reusability of intelligent design, virtual design and enterprise product design, the unified standard and standard definition about solid modeling properties were necessary. First, the virtual product naming standards used for modeling and simulation as a reference for the virtual mechanical product design were firstly proposed. Second, the structure of the fruit picking manipulator virtual design and simulation system was constructed, and a manipulator mechanism design module was developed, including the parametric design and knowledge reuse. Third, the knowledge base and 3-D simulation module were constructed. Fourth, through the known 3-D coordinates of objects obtained by manipulator visual, the inverse about manipulator movement and algorithm were realized by software, and the 3-D simulation about the object positioning and picking was realized in virtual environment. Fifth, the fruit picking manipulator virtual design and simulation system was developed. Finally, 3-D simulation and experimental prototype were used to validate the critical technologies.     

基于Java和MySQL的虚拟现实动态场景构建方法

虚拟现实建模语言（VRML）作为描述网络三维虚拟场景的标准，已广泛应用于各行业的可视化仿真相关研究，然而VRML以及其新标准X3D在动态场景的构建和场景对象的实时信息获取方面很不完善，通过建立用于存储虚拟场景物体的几何特征参数的MySQL数据库，利用VRML语言提供的JavaEAI编程接口，并结合JDBC数据库驱动技术，实现了基于Java Applet的从MySQL场景几何信息数据库到虚拟现实动态场景的实时快速构建，以及场景对象到对应属性信息数据库记录的连接，最后给出了水电工程混凝土大坝浇筑过程可视化仿真的应用实例。     

基于三维地质模型的TBM施工动态可视化仿真

针对TBM施工涉及因素众多、地质条件复杂的特点,提出将三维地质建模技术引入施工仿真,对基于三维地质模型的长隧洞TBM施工进行动态可视化仿真研究.构建了TBM施工区域三维地质模型;全面考虑地质因素的影响,按照不同岩性条件选取参数并建立仿真模型,进行隧洞TBM施工过程仿真分析;根据仿真成果将施工信息与三维动态面貌进行耦合,实现基于三维地质模型的TBM施工过程动态可视化.实例分析表明,该方法改变了仿真结果传统的表现模式,为全面地掌握长隧洞TBM施工过程提供一种新的分析工具.     

航海模拟器中海洋环境时空动态变化的仿真

海洋结构物始终受到环境干扰,对海洋环境的仿真会显著影响航海模拟器的真实感。基于数值波浪模型生成海洋环境场,并利用SQLite开发实海域数据库。通过数据库中获取实际的风,海流和海浪信息来与真实海洋保持一致。对环境扰动进行建模,并且将时空变化特征和耦合效应都融入仿真。通过提出的仿真方法再现了真实的航行情况,并利用船载传感器的测量数据进行验证。仿真结果与实测数据吻合良好,说明本方法可以进一步提高海洋模拟器的物理真实感。     

分布式虚拟海战视景生成

一个虚拟环境是否逼真 ,是否能使用户产生沉浸感 ,视觉效果是关键因素之一。在分布式虚拟环境网络平台DVENET上开发的虚拟海战视景生成系统 ,实现了作战实体、不同波级的海浪、舰船行进中的浪花和一些特殊效果的生成。生成的视景既有较好的真实感 ,又具有良好的实时性 ,满足了用户的需要     

星载SAR海面顺轨干涉仿真研究

星载SAR海面顺轨干涉(ATI)仿真对理解海面ATI成像机制、指导海洋遥感SAR系统设计具有重要意义.在基于时序的星裁SAR海面场景回波生成基础上,对海面ATI展开仿真研究,内容包括顺轨编队设计、海面建模、海面电磁散射建模、动态场景回波生成、SAR成像和AtI数据处理,给出单色波和分形海面仿真实例,ATI处理结果表明该星载SAR海面顺轨干涉仿真思路有效.