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。     

列车运控系统视景仿真的设计与实现

研究了一种基于虚拟现实技术的视景仿真系统,并将其应用于地铁列车运行控制仿真系统中。设计了基于数值分析的通信数据的拟合算法,很好的解决了视景输出的实时性问题。从视景仿真模块与列车运行仿真平台间的通信、场景模型的建立和简化、视景仿真程序等方面对该系统进行了介绍,并给出了视景仿真结果。该仿真系统已应用于北京地铁环线基于通信的列车控制（CBTC）实验线路的研究与开发。     

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。     

港航设计论证中的三维视景建模技术

船舶操纵模拟器已经广泛应用于港航设计论证中,针对通航评估模拟对三维视景系统的要求,提出了一套有效的三维视景建模流程,特别是研究了自然景物、岸上建筑、助航标志和水上船舶的数据库建模技术,对电子海图数据、数字高程模型(DEM)数据和工程设计数据进行有效处理以确保三维视景模型的精确度。介绍了整个数据库的融合技术,从而构建高逼真度的虚拟航海环境。采用面向对象与层次型相结合的三维数据结构建立视景数据库模型,利用层次细节(LOD)和动态物标数据管理技术提高视景显示的速度和灵活性。这套技术已经成功应用于10多项港航设计论证项目的实际研究中,取得了较好的效果。     

大战场环境三维模型管理平台的应用开发

规范化管理、开发三维模型，有利于快捷的开发大战场环境下的视景仿真系统。给出了一个三维模型管理平台，介绍了它的开发与应用方法、功能、结构。并且较详细的介绍了该系统中应用ModelStudio软件开发三维模型的功能、特点。提出了在视景仿真的三维模型开发中的一种新的辅助方法。     

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。     

采用VR技术的集装箱吊装模拟器原型机的研究

介绍了集装箱吊装模拟器原型机的系统构成。根据拉格朗日运动方程建立了系统的运动模型,并在模型中增加了对集装箱吊减摇系统的仿真。仿真结果表明,所建立的运动模型可以模拟由于加速运动所产生的货物不规则摇摆及在减摇控制装置起作用时,货物摇摆角的收敛情况。尝试采用一种基于层次结构和均衡二叉树的面向对象实时三维碰撞检测技术,实现了虚拟场景的实时碰撞检测。视景系统采用半球形显示系统,满足系统对垂直视场角的要求,具有较强的沉浸效果。     

高炮DIS系统中视景技术研究

分析了图形软件支撑环境及各类模型三维建模的建模方法,建立了三维主仿真演示系统结构模型,并以高炮防空仿真为例对其视景演示系统进行讨论。     

城轨列车运行仿真系统中三维视景研究与实现

首先分析了北京地铁一号线列车运行仿真系统中实时三维视号子系统的特点，提出利用UML（Unitlea Mpdeling Language。统一建模语言）对三维观景于系统设计进行描述，并利用Creator分别建立车站和隧道三维模型，解决了三维视景于系统与列车运行仿真系统中其他子系境之间实时性的关键问题。实现结果表明：三维视景子系统具有较强的真实感，并且具有较好的实时性。     

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。     

低成本飞行器可视化仿真系统的设计与开发

随着计算机技术的发展,可视化仿真已经逐渐成为了飞行器仿真领域的热点。以低成本硬件平台为出发点,结合我们近年的相关工作经验,介绍了飞行器可视化仿真系统的设计思想,并对系统开发中开发工具选择、飞行器实体的三维建模、场景管理及网络通信等关键问题进行了较深入讨论。     

基于CAD数据的3D场景建模及演示技术研究

传统的几何建模方法建模过程复杂，真实感差。提出了一种基于CAD数据的场景建模方法，使用已有的CAD数据构建场景的三维模型和二维电子地图，具有建模速度快而准确的优点；研究了多维信息综合演示系统的开发方法及关键技术，并基于MFC和OpenGVS开发了一个多维信息综合演示系统，实现了二维GIS、三维场景以及音频、视频、图片、文本等多媒体信息的集成，使用户漫游时可以在2D地图及3D场景之间平滑切换，避免漫游时迷失方向。研究成果可应用于城市仿真、奥运场馆等的场景建模及演示。     

EAST装配仿真的三维交互和用户界面设计

EAST装配仿真是典型的大型机械装置的装配仿真，规划其复杂几何部件的装配路径需要提供较好的用户界面和三维交互环境。传统的三维交互、用户界面设计已经不适合EAST装配仿真。本文首先简单介绍了大型机械装置EAST的装配特点和系统设计思想，然后提出了高架行车的运动模型、用户界面模型和多三维视景的构造方法。最后通过高架行车拟实控制、多三维视景环境、视景与控制界面相分离的实现创建了自然、高效的EAST装配仿真用户界面和三维交互环境。     

基于组件的水面战视景仿真系统关键技术研究

为了更加生动逼真地体现水面战视景仿真中导弹发射、导弹命中、舰炮开火、雷达搜索、干扰弹展开等攻防对抗的细节,针对仿真系统设计、组件化建模、组件化模型驱动等关键技术进行深入研究。提出了多粒度建模与替代子模型法相结合的组件化建模方法,通过配置链表内存映射的方法对组件化模型进行动态加载。所设计的基于组件的水面战视景仿真系统作为某大型分布式水面战仿真系统一个联邦成员,通过HLA接口接收联邦中相应联邦成员如导弹、火炮、雷达、干扰系统等的数据,在三维视景中驱动组件化模型。

Abstract：

In order to reflect more vivid details of attack and defense of surface warfare scene simulation such as missile launch, missile hit, gun fire, radar search and decoy expand, several key technologies including system designing, component-based modeling, component-based model-driven were researched. A component-based modeling method was proposed which combined multi-granularity modeling and sub-model replace. This method could load component-based model dynamically by list configuring and memory mapping. The component-based surface warfare scene simulation system designed as a federate of a large distributed surface warfare simulation system federation could receive data of the corresponding federate such as missile, artillery, radar and jamming system, and then the component-based model in the 3D scene was driven.     

基于关节的虚拟场景建模及仿真方法

针对虚拟现实技术中场景生成及仿真问题提出了一种基于关节的虚拟场景建模及仿真方法。该方法将场景中实体的位置状态及其基元间的连接关系用统一的关节描述,通过建立场景连接图表述场景结构,在场景更新过程中采用关节驱动基元的方式。在此基础上,我们开发了通用的虚拟场景可视化软件平台,测试证明提出的方法可以有效地提高场景建模及仿真处理的效率。     

卫星移动通信星座系统的建模/仿真

卫星移动通信系统常采用星座的方式构建,能够实现真正意义上的全球覆盖。它是一个复杂的系统,其核心星座系统部分的设计过程中需考虑时间、空间覆盖特性,进行链路和成本分析等,单纯的数学计算难以集成化地对设计过程的各方面以及设计方案进行全面、直观的分析,因此采用现代仿真技术,基于HLA/RTI和STK,建立卫星移动通信星座仿真系统,通过XML方式灵活的存取数据库中的模型数据和配置方案,进行星座系统设计,并对设计方案进行实时或超实时的仿真运行,得到全面的分析、评估结果,仿真系统具有直观的二维、三维场景和曲线、报表显示功能,可为卫星移动通信星座系统的设计提供一个集成化、可视化的仿真试验平台,并可在一定程度上支持其他卫星星座设计。     

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。     

虚拟样机技术的技术与方法体系研究

虚拟样机技术是以虚拟样机为核心、仿真为手段、各种CAx/DFx为工具的一种数字化设计方法和手段。提出一种虚拟样机技术的技术与方法体系,它包括虚拟样机、基于虚拟样机的仿真技术、针对虚拟样机的管理技术、各种实用工具的集成技术和人机界面技术。分别论述了各种技术和方法的主要内容,包括虚拟样机的定义、特性和建模方法,多领域、多学科仿真的类型、方法和基本特征,虚拟样机的管理技术,以及各种工具的总体集成框架和方法。     

基于Cortona解释器的VRML Automation软件开发技术

VRML Automation是建立在成熟的OLE Automation技术基础上的全新虚拟现实软件开发技术。通过该技术提供的接口，高级语言能够方便地访问和操作VRML场景中的对象，将高级语言在人机界面、网络、数据库等方面的集成功能与VRML的虚拟现实建模优势和虚拟场景的三维运动变换优势有机结合，可以方便快捷地建立各种灵活高效的仿真系统，从而大大拓展VRML语言在实际生活中的应用。本文通过Delphi环境下的示例，详细介绍了基于Cortona VRML解释器的VRML Automation软件开发技术。