虚拟电子实验室体系结构及其关键技术研究

基于虚拟原型和计算机网络的虚拟电子实验室（VEL）是一种先进的研究，实验，开发和设计理念，VEL是除了理论和实验之外的第三种科学研究与工程设计方法和形式。VEL提供给用户一种共享资源，技术交流，远程控制，共同研究，协同工作的分布式解决问题的环境，VEL涉及许多关键技术和相关领域，包括VEL系统总体技术，建模／仿真技术，虚拟现实（VR）／可视化技术，协同虚拟环境实现技术等。     

虚拟制造内涵及其应用研究

虚拟制造是信息时代制造技术的重要标志,是建模与仿真技术对制造业的全方位改造,本文结合国家CIMS中心的最近研究进展。研讨了虚拟制造技术的内涵和体系结构,介绍了虚拟制造技术在典型产品开发中的应用。     

虚拟样机技术

研究并论述了虚拟样机技术的内涵、体系结构及其关键技术,并对作者给出的一个支持复杂产品（含机械、电子、软件、控制等子系统）虚拟样机开发的支持环境（包括VP开发环境、标准数据交换格式、分布式产品模型数据库三部分）作了介绍,以促进虚拟样机技术在我国企业的实施与发展。     

协同虚拟样机技术研究

虚拟样机技术是一种新型的基于集成化产品和过程开发策略的新的产品设计,开和评估手段。本文首先介绍了虚拟样机和协同虚拟样机的基本概念,接着对武器装备虚拟采办过程中不同阶段的虚拟样机的功能特性进行分析,在此基础上提出了支持武器装备虚拟采办过程的协同虚拟样机环境体系结构,最后对虚拟样机技术的发展前景进行了展望。     

分布式协同虚拟环境的体系结构研究

结合当前的技术发展和面临的实际需求，分析了分布式协同虚拟环境的概念，发展现状和应用前景，详细讨论了它的功能特点，体系结构，性能要求以及关键技术，最后介绍了一个支持先进分布仿真技术和虚拟样机技术的分布式协同虚拟环境原型系统－－AST＿DCVE。     

虚拟装配仿真平台的研究与实现

虚拟装配是虚拟现实领域中一个新的研究方向。本文从虚拟现实技术的角度出发,讨论了在设计一个虚拟装配平台时所要涉及到的一些关键技术和解决办法,包括虚拟装配平台的装配关系表示、装配对象管理、实时碰撞检测等问题。最后本文还展示了用该原型系统完成虚拟装配操作的一个实例并分析了该系统有等进一步完善之处。     

基于数据手套的虚拟操作技术研究

介绍了虚拟操作的概念和应用前景，以及实现虚拟操作的方法，并探讨了利用动力学分析的方法实现基于数据手套的虚拟操作时的关键技术问题，碰撞检疫算法，建立虚拟接触力模型，虚拟物体运动解算等。     

虚拟全球战争空间仿真体系结构与相关问题研究

目前,我们以人工生命的方法开发了若干演化仿真模型系统,它们分别描述了虚拟全球战争空间的国际政治、经济、社会和军事等几个重要的子空间。我们将在这些模型系统的基础上构建基于人工生命的虚拟全球战争空间仿真系统,实现各个子空间之间的交互,同时提供多层次、多视角、多模式的仿真观察与分析工具。对虚拟全球战争空间仿真系统的体系结构、关键问题和解决思路进行了初步的探讨。     

基于HLA的虚拟自然环境服务器的研究与实现

真实世界中自然环境条件对武器性能和军队作战都会产生重大影响，但目前军用分布交互仿真系统很少考虑自然环境的建模与仿真，因而缺乏逼真性，本文在对自然环境进行分析的基础上，讨论了虚拟战场环境中自然环境的建模及其数据的收集与组织，并基于HLA／RTI协议构建了一个虚拟自然环境服务器。     

基于网络中心战概念的虚拟战场建模/仿真技术

信息技术的发展引发了军事领域的变革，演化出网络中心战这一新的战争思想与形态，信息技术本身(特别是建模／仿真技术)又为研究这一变革提供了有效的手段。首先简要阐明网络中心战的核心思想，进而指出利用建模仿真手段研究网络中心战的意义与途径，然后围绕构建基于网络中心战概念的虚拟战场的各项关键技术展开探讨，重点是基于网络中心战概念的虚拟战场的体系结构设计，目的是提出开发此类系统时所应遵循的公共框架，对于其他各项建模关键技术也做了简要论述。     

虚拟实验室中实验容器的建模

虚拟实验室必须有虚拟实验环境的支持。文中论述了虚拟实验室中常用容器的建模，并对一般的挤压造型方法作了改进。使用VRML中两个Extrusion节点分别对容器的内外壁进行造型，通过两次挤压造型，其模拟容器形体具有较好的真实感。     

虚拟接口体系结构的Petri网模型及分析

随着计算机硬件的发展,网络硬件支持Gb/s的带宽已成为现实.但是由于分层网络软件频繁的系统调用和内存-内存拷贝,物理层和应用层之间形成性能鸿沟.虚拟接口体系结构是一种崭新的机群系统内部通信思想,它为用户提供了一个直接与网络相联系的虚拟接口,使操作系统不参与进程双方的通信过程,大大提高了通信效率.首先介绍了虚拟接口体系结构,然后为Berkeley模型建立了Petri网模型,通过模型对其工作模式进行分析,并对其中存在的活锁问题给出了具有实际意义的解决方法.     

基于组件的计算机组成原理虚拟实验室的设计与实现

提出了一种基于组件技术的计算机组成原理虚拟实验室(PCOVL)的设计模型和实现方法。该系统采用Java语言实现,具有良好的平台无关性。以Java Bean组件技术开发元器件,并利用Java反射技术实现了系统动态调整组件属性和行为的功能;结合数据驱动原理,多线程技术的wait、notify机制,以及锁的同步控制技术,提出一种基于数据驱动的触发式调度机制,有效的解决了具有复杂关系的组件之间的数据传递和调度运行的问题。PCOVL实现了可视化的定制实验流程、运行期间随机改变组件状态、以及实验结果的动态实时显示等功能,为开发计算机硬件类课程虚拟实验室提供了有力的技术支持和理论基础。     

分布式虚拟环境中虚拟人运动的表示

网络虚拟环境中虚拟人的运动表示与交通工具的运动表示具有完全不同的特点。对此 ,本文提出了一种运动表示法 ,以运动信息的形式表达人体所有关节的变化结果 ,并采用信息包的方式在网上传送 ,可以有效地降低维持虚拟人逼真运动所需要的最小信息传送数量     

虚拟装配环境体系结构的建模机制与分析设计

虚拟现实技术为产品开发带来了全新的人机界面和强大的功能,虚拟环境将虚拟现实技术与产品的设计、装配和分析紧密地结合在一起。但目前大多数面向产品开发的虚拟环境存在着通用性和可重用性等问题。本文给出了一个虚拟装配环境软件体系结构,该体系结构基于统一建模语言UML和离散事件系统形式化描述体系DEVS思想,采用面向对象、可重用技术对该系统进行了分析设计,实现了软件体系结构的可扩展性、可重用性和易维护性等。     

面向最终用户编程的图像处理虚拟实验平台

针对Matlab、ImageJ等数字图像处理计算资源无序分布、多元异构、无法实现计算协同、普通用户难以使用等特点,提出了一种面向最终用户编程的数字图像处理虚拟实验平台模型。该平台采用面向服务的体系架构开发,将地理位置分布的计算资源统一封装为服务构件,向最终用户屏蔽图象处理设备分布、异构的特性。为了形式化表达实验设备之间的复杂连接关系,设计了一种面向领域的实验流程描述语言。基于实验流程描述语言和服务构件动态组合技术实现了分布式图像处理实验设备之间的动态聚合;与已有的工作相比,该平台有效地解决了网格环境下异构虚拟实验设备的资源共享、动态协同和运行调度问题,为用户提供了一种不受时间、地点以及实验设备约束的数字图象处理虚拟实验环境。     

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。     

一种基于Agent的构造性虚拟实体的体系结构

构造性实体是虚拟环境中的一类重要的实体。本文对虚拟环境中构造性实体的体系结构进行了研究,分析了现有的构造性实体体系结构所采用的方法及存在的问题。我们提出了一种基于Agent的构造性实体的体系结构。首先构建参数化的基本行为集,通过全局预规划将构造性实体在虚拟环境中的行为规划为基本行为集中元素的序列,态势分析和任务调度单元使得构造性实体具备对环境变化做出实时响应的能力,有效地提高了构造性实体在环境中的行为特性,使得虚拟环境中的构造性实体的行为逼真度得以提高。