真实海洋环境视景仿真技术研究

真实海洋环境的视景仿真技术一直是虚拟现实仿真技术的重要研究方向之一。针对此课题,系统研究了三维海洋环境的组成和环境建模技术,从二维电子海图中直接获取海洋地理环境数据,作为虚拟海洋环境视景仿真的数据基础,采用基于Delaunay算法的三维数字地图地形建模方法,将三维地形数据转化为可以直接进行三维建模的ded文件。实验演示了海洋地理信息三维模型库的构建方案、模型示例及三维虚拟海洋环境的实现,取得了逼真的仿真效果。     

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。     

基于HLA的仿真数据收集与分析系统研究

HLA分布式仿真标准由于其广泛适用性、可伸缩性及用户自定制性给数据收集与分析带来了很多新的挑战,在分析现有工具的优缺点和新的需求的基础上,设计、实现了基于HLA的仿真数据收集与分析系统HIT-DCAS,它可以完整地收集仿真过程的通信信息,并能够满足实时查询,态势显示,事后回顾,有效性分析及结果分析等需求.重点讨论了分布式数据收集中的静态及动态调度策略,以及通过构造状态矩阵的方法,提出一种仿真运行有效性的分析方法.最后通过试验验证了数据收集系统的有效性.     

油田多岗位协同操作虚拟仿真培训系统研究

针对油田多岗位员工培训与协同操作的实际需求,研究油田多岗位协同操作虚拟仿真培训系统。给出了系统开发模式和架构,通过用户感知环境获取数据信息进行自主决策,利用碰撞检测处理仿真用户和设备的交互操作。设计了协同仿真策略及网络通信协议,采用房间管理保证组内场景实时一致、组间场景独立,提供非真人控制角色功能支持单用户体验模块。提出一种实时动态渲染导航网格技术实现最优路径规划。本系统有效解决了传统培训中存在的枯燥乏味、实践机会少、易发生危害等问题,为其他领域相关系统的开发提供了参考。     

基于GIS的海洋观测数据三维可视化仿真研究

在分析海洋观测数据三维可视化必要性的基础上,提出在海洋GIS中集成海洋数据三维可视化功能是解决当前海洋观测数据信息深层次挖掘难题的关键。对海洋观测数据三维可视化关键技术,包括三维可视化开发技术、海洋要素场数据模型、海洋要素场三维可视化流程、离散观测数据内插方法等,进行了系统分析。此基础上,根据海洋观测数据的特点,选择OpenGL和IDL作为三维可视化开发技术,采用C＋＋和VC＋＋语言开发用于海洋观测数据处理、分析的三维可视化组件CMa3DView,并集成到自主研发的海洋GIS系统——MaXplorer中。实际应用表明,基于提出的海洋观测数据三维可视化方法能较直观的再现复杂的海洋环境,从而为海洋科研工作者揭示抽象数据变化规律以及理解、分析各种复杂海洋现象,提供强有力的辅助工具。     

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。     

水下航行器热动力系统半实物仿真

针对水下航行器热动力系统设计、研制、试验和验证的需求,研究了半实物仿真系统的设计难点,解决了建模、仿真方法和仿真平台构建等关键技术.在基于MATLAB/sIMULIMJK(精准建,模的基础上,将实物、物理效应模拟器.数据采集设备、测控设备、数学模型通过实时仿真转换工具软件在实时仿真操作系统VXWORKS下有机地结合起来,构建了实时的水下航行器热动力半实物仿真系统.仿真软件采用开放式和模块化设计思路,仿真硬件平台在设计时亦考虑了可扩展性,从而使该半实物仿真系统不仅有效地服务于目前的应用研究,还可为今后的相关研究提供重要的理论和技术支持.     

虚拟样机可视化仿真服务的研究与实现

为了实现虚拟样机仿真运行过程中可视化仿真资源的共享,将可视化技术与Web技术相结合,采用B/S架构和浏览器端显示技术,开发通用的可视化仿真功能模块以及相应的实时数据接口,实现了虚拟样机可视化仿真服务,使远程仿真用户能根据可视化仿真需求配置和请求可视化资源,定制二维地理信息显示/三维视景显示服务,从而在浏览器上快速创建虚拟样机二维/三维可视化仿真任务并实时运行,对可视化仿真服务的框架结构、关键技术及应用进行了相关研究和实现。     

大气环境仿真剧情生成系统

大气环境仿真剧情生成系统(AESSG)辅助用户利用不同来源的大气环境数据生成能够满足仿真需求的大气环境仿真剧情.支持输入人类语言描述的模糊查询条件.模糊检索后查询结果按照符合度来排列,供用户选择.模糊逻辑技术引入到环境信息搜索引擎来实现模糊搜索.AESSG运行时系统作为联邦成员参与仿真联邦的仿真,实时响应联邦内的环境信息请求.大气环境信息资源库支持多来源、多分辨率的大气环境数据与模型的存储.     

基于EON的核设施VR特征建模技术研究

根据核设施虚拟仿真的特点,分析了辐射场以及屏蔽等特殊因素对特征模型构建的影响,对其特征模型进行了归纳与界定,给出了辐射场、屏蔽等模型的计算方法.结合训练仿真系统研制开发的需求,完成了辐射场、屏蔽、动态维修工艺等特征模型的构建;基于EON仿真平台进行了二次开发,实现了实时交互的仿真环境,并对构建的核设施虚拟仿真模型进行了验证.