复杂电磁环境下虚拟现实模拟训练系统的开发

针对模拟复杂电磁环境下的装备训练及联动操作,设计与实现了一种将虚拟现实技术与分布式仿真技术相结合的模拟训练系统.采用分布式虚拟仿真技术实现了整个武器系统之间的交互与联动,完成了从单个战车内成员的单独操作训练到全武器系统综合作战演练的全过程.针对几类典型电磁干扰,设计了一系列训练中使用的电磁干扰策略,给出了电磁干扰的模拟方式.采用"虚实结合"的思想,利用仿真实物键盘配合眼镜式显示屏的方式,建立了训练操作的虚拟现实环境,具有较高的沉浸感.实际的训练操作表明,系统能够满足日常操作训练及模拟特殊电磁环境下的训练需求.     

基于虚拟现实的轧钢实时仿真训练系统

将虚拟现实技术应用于轧钢实时训练系统仿真中,在对轧钢过程进行数学建模的基础上,运用OpenGL图形库,直观快速地再现了轧钢场景,实现了轧钢过程的可视化仿真,为轧钢操作工的训练提供了实时的模拟操作环境。实际应用表明,这种实时仿真技术是一种安全、经济、有效的训练轧钢操作工的方法与手段。介绍了系统的设计思想和总体结构,重点讨论如何运用OpenGL实现建模、仿真及动态驱动。     

基于DVR的装甲合成分队战术对抗模拟训练系统设计

装甲合成分队战术对抗模拟训练系统是将战术训练仿真和装备操作仿真集成于一体,实现合成分队战术训练与专业技术训练相结合的仿真训练系统.以该系统开发为背景,介绍了运用分布式虚拟现实技术进行模拟训练系统设计的方案.分析了系统的组成结构、信息流程以及视景系统的软硬件构成,提出了基于多线程技术融合视景仿真与HLA程序开发的视景系统程序设计方案,最后对系统设计开发中运用的关键技术进行了介绍.系统的研制成功,对于开发高质量的模拟训练系统以提升军事训练效果具有重要的借鉴和现实意义.     

支持力反馈的鼻腔镜虚拟手术仿真系统

介绍了一个用于外科医生手术操作训练用的鼻腔镜手术仿真系统。该系统基于SensAble公司的PHANTOM为反馈设备,利用虚拟现实技术来表现鼻腔镜手术过程中对鼻腔解剖结构的漫游以及对有关鼻腔组织的手术操作反应。该系统提供的实时高分辨率的视觉和力觉反馈具有很强的真实感,为虚拟现实技术在手术仿真训练中的实用化探索了一条有益的路子。     

变电站仿真中虚拟现实场景与实时监控的连接

变电站实时监控系统是变电站重要组成部分,它与虚拟现实场景相结合可以提供更加真实的仿真环境,达到更好的培训目的。研究了变电站仿真系统中实时后台监控程序和虚拟现实场景两者之间数据通信的方法。使虚拟现实场景与后台监控程序上的操作互相同步反应,以实现有效的交互式变电站仿真系统。并以实例详细阐述了采用模拟通信程序结合变电站仿真程序,按照IEC870-5-103规约进行数据传输,实现虚拟现实场景与后台监控程序连接的过程。     

基于虚拟现实技术的某型导弹仿真训练系统研究

详细讨论了基于虚拟现实技术的某型号导弹仿真训练系统,从硬件和软件两个方面研究了仿真训练系统的具体设计、各功能模块以及所采用的技术和工作原理,分析了系统的工作流程、硬件组成和软件设计;最后,研究了仿真训练系统的总体结构和具体实现,详细介绍了组成系统的控制台和仿真训练单元的功能和应用。该系统能完全模拟导弹的训练过程,满足部队的需要。     

虚拟现实技术在鼻腔镜手术仿真训练系统中的应用研究

讨论了虚拟现实技术在鼻腔镜手术仿真训练中的应用,结合研制开发的具体实用系统,对系统设计、三维重建、实时力反馈、交互漫游、仿真操作等相关技术进行探讨。为把虚拟现实技术拓展到其他医学手术仿真领域提供了技术依据。     

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。     

基于虚拟现实的综采工作面仿真系统研究

虚拟现实技术是现代仿真技术的一个重要发展方向,已经开始应用到矿业领域。应用虚拟现实技术,结合OpenGL和Visual C 6.0,建立了综采工作面仿真系统。系统设计数据输入、场景建模、场景漫游、交互控制和工艺仿真五个功能模块,分别以液压支架和采煤机为例分析了行为建模和交互控制实现过程。系统具有场景漫游和设备操作等交互功能,并可模拟综采工作面生产工艺过程,系统的实现为整个矿井的模拟提供了可行的思路和方法。     

基于虚拟现实的船舶轮机仿真训练系统

将虚拟现实技术应用于轮机系统仿真中,建立了"基于虚拟现实的轮机仿真训练系统". 虚拟现实技术是近年来发展起来的一种新的计算机技术,结合了计算机硬件,图形显示,生理学,心理学的最新研究成果.本系统实现了传统船舶轮机仿真系统所无法实现的一些特殊运行情况的模拟,并为训练者提供真实的临场感觉.本文介绍了系统的设计思想、总体结构及系统的组成和特点.     

航天发射可视化仿真分析技术与应用研究

航天发射领域开展了大量的数字化设计验证、数字化合练与模拟训练、箭地联合仿真评估等数字化实验工作,都涉及航天发射信息可视化的问题。利用虚拟现实技术、系统仿真技术、数据可视化技术等,按照多线程、多模块架构设计思想,以及消息队列系统交互模式,构建了集数据管理、场景管理、计算管理和脚本管理功能于一体的航天发射可视化仿真分析技术平台,并开展了多星危险性、特种操作测发工艺、整流罩开孔和测试发射流程状态可视化仿真分析应用案例研究。     

SMP2.0仿真引擎的设计与实现

SMP2.0(Simulation Model Portability)是欧洲航天局提出并广泛应用的仿真模型开发与集成规范。SMP2.0规范提供了定义SMP2模型的元模型规范、包含标准仿真服务的组件模型规范和模型的C 映射规范,但需要实现与之兼容的仿真引擎才能支持模型的开发和集成。根据SMP2.0规范标准,介绍了一个与SMP2.0兼容的仿真引擎的设计与实现,给出了仿真引擎的运行过程、运行状态和组件构成,最后通过仿真应用环境检验了该仿真引擎的有效性。     

航空发动机半物理仿真试车系统的设计研究

针对研发中航空发动机试车具有危险度高、操作难度大等问题,应用增强现实技术,设计了集试车操作培训、试车过程分析和典型性能故障模拟等功能于一体的半物理仿真试车系统。在分析发动机模型响应快速、计算准确和对人的操作高度仿真等特点的基础上,系统介绍了异地分布式仿真系统架构设计、发动机系统计算模型可视化和三维视景系统试车数据3D实时可视化等关键问题的研究和实现方法,为其他领域中数字化生产提供了理论和方法基础。     

某装备分布式仿真训练系统基于HLA的实现

介绍了高层体系结构HLA的原理与特点，研究了应用HLA技术开发分布式交互仿真应用系统的方法，并以复杂武器装备的分布式操作训练仿真为切入点，提出了联邦式操作训练仿真的新构想，根据联邦开发一执行的标准过程FEDEP，基于HLA开发工具LabWorks、pRTI、建模工具MultiGen Creator、视景仿真工具Vega和VC 开发平台设计、实现了某武器装备联邦式操作训练仿真系统，验证了方法的可行性和有效性，为分布式操作训仿真问题的研究提供了又一条途径。     

面向复杂仿真元建模的序贯近邻探索实验设计方法

复杂仿真影响因素多, 影响关系非线性, 需要高效的元建模方法。元模型的建立不仅取决于所选定的元模型数学结构, 还取决于仿真训练数据的充分性。数据充分性直接影响到仿真实验空间的设计与实验运行的计算复杂度, 需要通过针对性的仿真实验设计方法来应对维数爆炸困境。序贯实验设计方法可以有效提高设计的效率, 但传统上的序贯方法依赖于人工干预和关于目标系统的先验知识, 不易自动化开展。因此，提出一种支持仿真元建模的序贯近邻探索实验设计方法, 该方法综合运用梯度采样与随机近邻探索技术, 在产生尽可能少的实验点的同时, 能够自动提取关于实验对象的信息, 有效提高复杂仿真元建模的实验效率。案例部分将所提方法与拉丁超立方抽样、传统序贯采样两种方法进行了对比, 验证了所提方法的有效性。     

油田安全作业虚拟仿真训练系统研究

利用虚拟现实技术构建油田安全作业虚拟仿真训练系统,提供交互式训练功能。提出了封闭式演示、指南式向导操作和开放式自由操作三种培训模式,给出了油田安全作业虚拟仿真训练系统的开发框架,定义了虚拟人基本动作及其参数化表示,解决了行为定义以及可重用性问题,并对虚拟人的操作手形进行了分类。最后从感知环境、行为控制、运动控制和碰撞检测四个方面分析了场景驱动执行引擎的功能,协调虚拟人和操作物体的交互活动,控制虚拟场景的变化。本系统的应用有效地解决了油田安全作业培训的成本、安全和效果问题。     

基于空间填充曲线的数据分发区域匹配

提出基于空间填充曲线的HLADDM区域匹配方法，将多维雏复杂路径空间中的区域线性化为字符串并建立空间区域索引树，区域匹配问题转换为索引的快速查询。这种方法在保证匹配精度前提下，在仿真推进全过程实现区域的快速匹配，并能在整个路径空间范围内实现组播资源动态分配，确保仿真成员间实时数据交互。实验结果表明基于索引树的线性化区域匹配方法能有效地保证数据分发管理服务功能的实现。     

空间系统军事应用仿真模型体系设计

空间系统军事应用仿真是对复杂大系统仿真的过程,模型体系是其核心。首先分析空间系统军事应用基本概念和空间系统军事应用仿真的主要内容,说明了空间系统军事应用仿真模型体系设计的原则与标准,对空间系统军事应用仿真模型进行了功能上的分类,设计了空间系统军事应用仿真模型体系结构。设计的体系结构考虑了可扩充性和适应未来一体化联合作战的需求。     

单舰C3I仿真系统的设计与实现

在建立具有通用性的基于HLA的作战仿真试验平台的基础上,根据舰载C3I系统的构成,设计了基于HLA的单舰C3I仿真系统结构,并介绍了各个模块的功用。阐述了用于视景生成的多线程嵌入、多通道浏览和粒子特效等关键技术,利用pRTI和Vega工具开发了分布式的三维可视仿真系统,仿真系统具备良好便捷的人机接口界面。介绍了该仿真系统主要类的设计开发,并给出了仿真系统的工作流程。系统可以对每次演练进行评估、标定和回演,并能给出参战武器在作战性能方面的鉴定结果,可作为理论性辅助设备用于人员训练、作战与指挥研究和装备的性能测试评估。     

某型火控雷达仿真系统的设计与实现

某型雷达号手训练仿真系统是以计算机技术为核心的训练仿真系统。给出了该仿真系统的回波信号仿真模型,提出了实现方法。该方法采用计算机产生雷达回波数据,并解决了目标的实时生成、控制及显示等关键问题。系统完整实现了对某型雷达的功能模拟和操作训练,目前已被应用于实时训练,解决了训练难题。