复杂三维场景的语义环境模型研究

提出了一种基于几何模型的复杂三维场景语义环境模型生成方法.主要研究复杂三维场景几何模型可行面采样点的语义信息抽取方法,基于采样点生成场景高度图.根据三维场景中障碍物几何模型的位置关系,设计了“类括号匹配算法”,确定场景高度图中哪些是可行路径点.在此基础上,构造了复杂三维场景的语义路径图,实现了复杂虚拟场景中障碍物语义的抽取及运动语义的匹配.初始场景高度图、确定路径点后的场景高度图及场景语义路径图构成了复杂三维场景的语义环境模型,模型构建过程中充分考虑了虚拟角色的个性化特点(如身高、步长和运动行为偏好等).该模型增强了虚拟角色感知环境的能力,能够自动识别运动路径上的各种障碍物语义,实现了场景中虚拟角色运动匹配的自动化和运动行为的多样性.     

虚拟新闻自动生成系统的设计与实现

战略决策模拟中,态势表现是实现模拟可视化的关键。传统单一的态势表现,已无法满足战略模拟态势表现的需要。为了提高战略模拟对抗的“沉浸感”,提出虚拟新闻的概念。虚拟新闻自动生成系统结合新闻视频的特点和模拟对抗的需要,通过视频结构化和手工标注建立新闻素材库,在叙事模板的驱动下检索出符合想定的表现素材,最终自动生成虚拟新闻视频,以提供给模拟对抗中的决策人员,达到训练其决策能力的目的。     

天基信息支援体系离散事件仿真与效能评估

针对天基信息支援体系效能评估中存在的准确性与实时性无法兼顾的问题,以体系仿真为基础,提出一种基于离散事件仿真的效能评估模型构建方法。首先,基于仿真工具建立离散事件仿真模型,对体系的结构与运作流程进行模拟,并基于仿真模型构建评估指标体系,生成效能评估数据样本。之后,利用深度学习对复杂映射的强大表现能力基于深度置信网络构建效能评估代理模型,结合无监督预训练和有监督调优实现网络的训练和参数优化。最后,对仿真生成的测试集样本进行评估模型验证实验。结果表明,所提方法在计算快速的同时对原评估模型有很高的还原度。     

一种视频运动仿真方法

为提高计算机虚拟角色的动作自然性与协调性,提出了一种将视频角色动作迁移到虚拟角色以提高运动仿真真实感的方法.该方法将视频角色动作转换为骨骼动作序列;通过动作时间和状态同步将动作迁移到2D虚拟角色上,使两角色动作时间同步且在同一时间动作相同;使用基于曲线式骨骼的图像变形方法平滑变形2D虚拟角色,并使用GPGPU技术加速变形计算.实验证明,该方法可使用虚拟角色仿真视频角色运动,解决虚拟角色的动作生硬等缺陷,适用于基于视频的动画制作和拓扑结构相近的模型之间动作迁移.     

基于遗传规划的多源信号交易策略组合优化

将财经新闻事件转化为交易信号融入到策略组合中,提出基于遗传规划的多源信号股票交易策略组合优化模型.模型综合财经事件信息以及移动平均、动量等传统技术交易策略,利用遗传规划对多源信号交易策略组合进行整体优化.采用中国股市数据实验发现,典型财经新闻事件可以有效转化为交易信号并与技术交易策略融合;融合新闻事件信号与传统技术策略可以有效提升股票自动交易的收益率;基于遗传规划的组合优化模型可以生成有效的交易策略,其中新闻与指数移动平均组合的策略可以产生较高的收益率并具有较强的稳健性.     

基于事件B的处理器形式化建模方法的研究

针对当前可重定向的模拟器生成平台的需求和现有的处理器模型的缺陷,提出了一种基于事件B的处理器模型EBPM(EventBbasedProcessorModel)。利用事件B中的抽象系统,通过资源、指令和控制三个子模型从结构、行为和时序三方面对处理器进行建模,每个子模型中分别由抽象系统的状态和事件两部分刻画其静态行为和动态行为。该模型不但具有很强的灵活性和扩展性,还支持指令级和周期级两个层次的建模。通过对MIPS处理器的流水线进行形式化建模的实例说明了EBPM的有效性。     

事件树建模及其在石化安全评估软件中的应用

在石油化工领域，有效地进行安全评估具有重要意义。事件树建模是进行系统安全评估的一种有效方法。本文从世界银行颁布的“工业风险评估技术标准”出发，采用事件树建模方法，开发了一套石油化工安全评估软件。本软件包括危险部件选取、事件树分析、模型算法库、结果报表、分析评估和帮助等六个模块，涵盖安全评估的全流程。在软件核心部分事件树分析模块中，针对石油化工领域内的四大主要危险发生源，建立了相应的四个事件树模型，分别为易燃气体事件树模型、易燃液体事件树模型、有毒气体事件树模型和有毒液体事件树模型。在模型算法库模块，给出了六类不同的模型算法子库，分别为泄漏模型子库、火灾模型子库、爆炸模型子库、扩散模型子库、毒云模型子库和溢流模型子库。另外，对软件中与建模相关的关键技术进行了详细讨论。     

连续/离散混合型制造系统的生产过程虚拟仿真建模

离散事件仿真建模被广泛应用于制造系统的设计及运行控制,但是很多制造系统兼有离散系统和连续系统的特点。提出一种将离散事件与连续系统结合起来的仿真建模方法,以支持动态展现这类制造系统的生产过程。该方法的主要思想是,主机内部的机构运动主要采用连续系统进行仿真建模,而主机之间的加工顺序则利用离散系统来构建其仿真模型,然后由统一的仿真管理器管理。论文详细描述了虚拟仿真引擎中的仿真时钟推动机制,并用这一方法建立了面向啤酒灌装生产线生产过程的虚拟仿真模型,说明了这一方法的可行性。     

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。     

基于控制论的计算机生成兵力实体对象行为模型

实体行为建模是计算机生成兵力(CGF)研究的重要内容。基于控制论的基本思想，提出适应虚拟战场需求的虚拟实体对象行为模型ESCP。ESCP行为模型由感受器、效应器和控制器三部分组成，感受器感知虚拟战场环境信息和内部反馈事件，效应器反映CGF实体对象对虚拟战场环境的作用，控制器对感知的虚拟战场环境信息进行处理，并对实体的行为进行控制。ESCP支持复合行为、协同行为以及行为并发，行为可重用。     

虚拟维修中的虚拟人移动仿真

虚拟维修是近年来提出的一个新概念,并在维修性分析、维修训练等领域得到广泛的应用。为了解决维修过程仿真中的维修人员仿真问题,提出了一个分阶段的虚拟人移动仿真方法,采用随机运动规划方法生成虚拟人躯干及头部的无碰撞路径,利用运动捕获数据和运动变形来实现对四肢运动的仿真。在运动规划中引入了姿态转移图的概念,实现了虚拟人移动过程中多种姿势之间的自然转化。采用基于运动变形的方法消除了虚拟人上肢和环境中其他物体的碰撞现象,提高了仿真真实性。

Abstract：

Virtual maintenance is a new concept introduced in the last few years,and has been broadly used in maintainability analysis and maintenance training.In order to solve the virtual human simulation in maintenance process simulation,a multi-stage virtual human locomotion simulation method was proposed.The free collision path of virtual human torso and head was planned by a probabilistic motion planner.And the motion of arms and legs was simulated using motion captured data and motion warping.A new concept of pose transition graph was introduced in order to implement natural pose transition in locomotion simulation.In motion optimization,a method based on motion warping was proposed to avoid the possible collision between virtual human arms and other objects in the environment.     

家具虚拟展示和漫游系统的设计与实现

该系统为了让客户通过计算机对家具进行任意地摆放,使家具在虚拟环境中展示出最美的效果,通过3DMAX、图象处理等技术实现了不同系列家具和虚拟户型的建模,将OSG(Open Scene Graph,场景图)技术运用到其中,实现了家具的虚拟展示和漫游。特别是用户除了可以在已有的虚拟户型中操作家具,同时也可以导入自己家的照片,在照片中摆放所挑选的家具,从而欣赏家具在自己家中的整体效果。结果显示了在MFC开发平台上结合OSG,能很好地实现交互地摆放家具,实现用照相机、视频过渡两种方式进行家具漫游,让消费者身临其境。     

基于VR的三维数控加工环境及其关键技术研究

在研究虚拟制造技术的基础上,提出了基于VR的虚拟数控加工环境,设计出面向通用化的NC代码翻译器。阐述了虚拟加工环境的工作流程、基于层次关系的虚拟加工框架技术、NC代码翻译器的设计方法、基于毛坯表面模型的三角片构建算法等关键技术。该系统能够实时地反映零件虚拟模型的加工成形过程,并进行可加工性分析。     

军用导航系统虚拟样机支撑平台研究

针对军用导航系统虚拟样机研制的具体需求,提出了军用导航系统虚拟样机支撑平台设计的总体思路,详细讨论了该支撑平台的组成、关键模块的实现方法以及基于该平台的军用导航系统开发方法。军用导航系统虚拟样机支撑平台的建立,为军用导航系统研制、开发、使用提供了数字化平台,具有广泛的应用前景。     

用于VIS系统分析、设计、研制的事件驱动法

可视交互式仿真系统是系统仿真技术直接为非专家们所采用的最有效的手段之一。本文充分利用该系统的性质及特点，提出了一种新的用于该系统分析、设计、研制的方法——事件驱动法。内容包括：事件的性质及类型，事件的接收方式，事件的路径及处理，以及该方法同其他方法的比较几方面.     

离散事件系统仿真在冷连轧动态系统中的应用

离散事件仿真技术是仿真领域中应用比较广泛的一种技术。本文以冷连轧生产过程为例,分析了带钢轧制过程中离散事件仿真的特点,结合生产过程中的实际问题,提出了冷连轧机过程仿真中各种事件的处理方式,并根据事件的特点和作用对象的类别,将事件进行分类组合优化处理,大大提高了仿真系统的效率。     

基于虚拟器官的植物可视化

提出一种基于虚拟器官的植物可视化方法。该方法将真实植物器官的生理和形态属性抽象为虚拟器官的属性,以虚拟器官间的关系描述虚拟植物的形态,并通过对虚拟器官属性的变化来实现对整个植物生长过程的模拟。虚拟器官的属性变化由生长规则所控制。生长规则依据虚拟器官的属性和当前的环境属性来决定下一生长周期虚拟器官属性的变化。环境属性的变化由虚拟环境根据环境变化规则来模拟。植物最终的3D形态,由3D引擎通过读取各个虚拟器官的属性来进行展示。实验证明该方法能够对植物生长进行逼真的模拟。

Abstract：

A virtual organ based plant visualization method was proposed.Virtual organ was the representation of physiological and geometric attributes of real plant organ.And the relation among virtual organs was used to describe structure of plant.The process of plant growth controlled by growth rules could be realized by changing attributes of virtual organ.The attributes of virtual organs in the next growth period were determined by growth rules according to the current attributes of virtual organs and environment.The attributes of environment whose changes were controlled by variation rules were simulated by virtual environment.Finally 3D graph of visual plant was rendered by 3D engine which read the attributes of virtual organs to control the rendering process.Experiments show that plant growth can be simulated realistically by this method.     

虚拟现实在坦克机动性虚拟试验中的应用技术研究

长久以来坦克的实地试验耗费人力物力巨大,虚拟试验的引入解决了这个问题。主要研究了虚拟环境中军用车辆特别是坦克机动性虚拟试验时动力学模型的建立,建立了虚拟环境下坦克的实时动力学模型,并且描述了整个虚拟试验视景仿真系统的组成及其实现过程,通过对模型的实际检验说明坦克机动性虚拟试验可以很好的模拟坦克的实地机动性试验。     

离散事件仿真中的事件组合和合并事件策略

离散事件仿真中事件的管理方式和处理速度很大程度上影响着仿真运行效率。本文在传统的事件表结构基础上 ,介绍了用事件组合和合并事件策略来改进事件处理方式 ,从而加速仿真。     

IaaS下基于预测的弹性云服务的研究

针对供应虚拟机的IaaS （infrastructure as a service）云下虚拟机部署存在较高时延,导致弹性云服务效率低下的问题,提出一种基于ARIMA模型和季节指数的动态负载预测及资源估算的方法. 该方法利用负载与虚拟机配置的关系,预测负载值,并估算虚拟机需求量,从而可提前部署虚拟机,提高IaaS云的服务效率. 研究结合供应虚拟机的私有IaaS云环境,实现其下的弹性供应的资源决策模块. 实验与算法分析表明,该方法能够准确决策虚拟机资源量,保证虚拟机资源预留,有效改善了IaaS云的弹性效率.