ERT-VR:一种地震救援训练虚拟仿真系统

ERT-VR系统主要包括指挥员训练子系统与小组训练子系统两部分。指挥员训练子系统基于多通道立体显示系统构建沉浸环境,小组训练子系统以头盔显示器与数据手套等为主要交互设备。ERT-VR设计与实现了一个训练想定生成器,生成的想定数据类似于试题,管理人员分配给受训人员。受训过程被实时记录与评估。阐述了ERT-VR系统组成、功能结构、运行过程与运行实例。     

多Agent虚拟环境中的行为建模及其动画表现

多Agent虚拟环境是由多个Agent复杂多样的行为交互作用组成的分布式虚拟环境,它要求能够产生具有高度的沉浸感、可交互的环境,特别是环境中Agent所表现出来的行为必须具有足够的真实感,这一要求充分体现在针对分布交互仿真领域的计算机生成兵力(CGF)的研究中。本文基于此,提出了一个多agent行为建模方法,它支持可重用、可扩展,同时行为动画易于实现。     

一种真实感虚拟月面建模方法

虚拟现实技术的出现为月球漫游车的设计、试验、优化等提供了新的有效手段,构建逼真的虚拟月面是进行该类研究的一个基础。提出了一种真实感虚拟月面建模方法,该方法利用分形技术生成月面基础地形,在此基础地形之上基于两点假设和统计信息添加陨石坑模型和石块,并在外围拼接山坡模型,最后生成效果逼真的参数化、可重用的虚拟月面模型。仿真结果表明该虚拟月面模型满足虚拟现实环境下进行月球车在凹凸不平月面上的运动学、动力学仿真试验的需求。     

虚拟维修样机系统及建模技术

讨论了建立虚拟样机用于虚拟维修仿真的几个关键技术。给出了虚拟维修样机的定义，分析了它的组成，给出了与产品CAD系统相关联的系统结构。为了满足仿真实时性要求，提出了面向维修任务的虚拟维修样机建模方法，进行样机的几何建模和人机交互建模，并在．Jack软件环境下开发了CAD数据处理与交互行为定义的功能模块，以一个变速齿轮箱为例，进行了验证。     

虚拟环境下农业移动机器人行为及其仿真建模

由于农业移动机器人的作业环境与对象的复杂性和不确定性,使机器人在作业时不能有效地获取导航知识以便对其行为进行决策。利用人工智能和虚拟现实技术,研究了移动机器人的复杂行为,构建虚拟环境和基于规则和案例的知识库,对机器人复杂行为分类,把复杂行为分解为简单、特定和已知的行为。对于不确定的和没有前驱知识的行为,利用相似案例和不确定推理为行为进行导航。然后,建立了多Agent行为决策系统,定义了该结构的六元函数,建立了消息和事件驱动机制,实现了虚拟环境下移动式机器人对水果的采摘行为及其仿真建模。     

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。     

虚拟指挥训练环境中受控对象的建模技术研究

虚拟指挥训练环境中的受控对象模型是指挥行为模型的表现载体。针对虚拟指挥环境对受控对象属性的要求,根据集合论的有关原理,基于系统功能提出了受控对象的SMOT模型,定义了模型的分类、结构以及运行机理,分析了受控对象SMOT模型的基本特点和信息传递关系。运用SMOT模型构建了舰船损管指挥虚拟训练系统的受控对象模型,讨论了系统的主要虚拟实体的模型结构和基本属性,给出了系统响应指挥行为的过程和主要虚拟实体之间的信息交互过程。     

一种高效气动弹性虚拟仿真建模技术研究

采用特征正交分解（POD,Proper Orthogonal Decomposition）方法,建立了基于状态空间的非定常气动力模型,耦合结构方程,建立了降阶的气动弹性系统,开展了气动弹性虚拟仿真研究,与CFD/CSD全耦合相比,效率提高了2～3个数量级。具体过程是：首先获取全阶系统的频域快照构成POD核,通过对POD核进行奇异值分解提取POD模态（或POD基）,对低能量模态截断形成降阶子空间,并将其映射到全阶系统,从而形成基于状态空间的降阶的非定常气动力模型。对气动弹性标模AGARD445.6进行算例验证,证明了降阶方法正确,可以提供高效、高精度的气动弹性分析。     

虚拟环境下装备的装配和分解信息模型

讨论了虚拟环境下仿真装备维修存在的问题,考虑到仿真对象为已交付使用的产品,存在固定的装配关系,促进装备完成其基本功能是装备维修的最终目的;为此建立了虚拟环境下装备的装配和分解信息模型,提供了虚拟现实系统中装备部件安装和拆卸约束机制。     

全虚拟无人车辆自主导航仿真系统的研究与实现

以履带式车辆为研究对象，建立了相应的车辆运动学模型和动力学模型，并采用虚拟现实技术，用一辆虚拟车辆在虚拟环境中的驾驶性能仿真了无人车辆在实际环境中的驾驶性能，使操作者能身临其境地观察到无人车辆的各种运动状态。该系统逼真、形象，可以方便地进行诸如路径规划和路径跟踪等各种高层智能操作的仿真，并可以对操作结果做出评价。     

基于虚拟现实的车辆微观行为研究

提出适用于虚拟现实环境的车辆微观行为的框架,涵盖了车辆个体的实时感知和决策。框架专为城市交通虚拟现实环境构建。对该框架在交通仿真系统中的实现技巧做了讨论。基于此框架的交通虚拟现实原型系统能够细致、真实地再现车辆的微观行为,为研究交通设计和管制提供了直观和可信的仿真工具。     

群体行为建模理论基础与建模方法研究

群体行为建模与仿真是虚拟现实技术的重要研究方向,是战争模拟、虚拟社会等领域研究的热点问题.从学科交叉点的全新角度来学习和研究群体行为建模,总结和分析了社会学、心理学、生物学、物理学以及新兴复杂系统理论中的群体行为理论,并以这些理论为基础归纳了虚拟现实领域中群体行为的建模方法,从而勾画出了群体行为建模技术的整体轮廓,最后指出了群体行为建模面临的技术难点和可能的解决思路.     

基于虚拟现实技术的机载火控系统模拟训练装置

对作战人员进行攻击不同目标的训练，传统的方法是靠实装进行，技术含量低，不能满足现代战争的需要，为提高部分的作战效能，采用虚拟现实（VR）技术，研制了机载火控系统模拟训练装置，为作战人员进行针对性的科学训练提供了方便。     

基于Steam VR的交互仿真水枪灭火训练系统设计

为节约消防训练资源,增加虚拟现实训练的沉浸感和体验感,设计了基于Steam VR的交互仿真水枪灭火训练系统。采用霍尔传感器、信号转换电路板等硬件采集传输仿真水枪的开关信号,利用Unity3D引擎结合VIVE头戴显示器搭建、呈现虚拟现实火灾场景,通过C#编程控制水枪与虚拟火灾场景进行交互,完成系统的设计。结果表明：仿真水枪替代VIVE手柄控制器进行交互训练,能极大地提高受训者的沉浸感和体验感,提升受训者使用消防多功能水枪进行灭火的能力。     

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。     

基于虚拟现实的载人潜水器操纵运动仿真系统

载人潜水器操纵运动仿真系统可用于性能研究和人员训练.与已有类似仿真系统不同的是,介绍的仿真系统显示的海底视景是基于驾驶人员通过摄像头所观察到的清晰化小场景,更符合潜水器操纵实际情况.介绍了仿真系统的体系结构,建立了空间六自由度运动方程,进行了仿真计算,讨论了两个影响视景显示的关键问题:视景建模和显示的实时性.工程试验结果表明,仿真系统的设计是合理有效的.     

社会大规模群体行为仿真概念建模框架ARE

任何一个仿真系统中,概念建模是首要的也是最关键的环节。针对EATI(实体、行动、任务、交互)和EBI(实体、行为、交互)概念建模框架在社会域概念描述方面的不足,为体现大规模社会民众群体行为的涌现性特征,将实体和行为有机结合起来用主体Agent进行描述,并采用复杂网络的有关研究成果建立Agent之间的社会结构——社会关系网络,以及突出强调环境对行为的影响和制约作用,用智能环境的思想来简化行为描述的复杂度,提出了大规模社会群体行为建模的Agent、社会关系网络、智能环境(Agent Relation Environment:ARE)概念建模框架,给出了该框架所涉及的一系列概念的定义,并对框架的内容和特点进行了较为详细的阐释和探讨。     

基于Agent的行为建模在虚拟环境中的应用

虚拟环境中应用的基于Agent的行为建模技术主要有:反应型Agent建模、混合型Agent建模和多Agent建模,对这些技术进行了分析与对比。并在此基础上介绍了南京大学虚拟足球比赛系统应用的基于Agent的行为建模方案,该方案综合运用了各种建模技术。最后展望了行为建模技术的发展方向。