高性能面向对象场景图系统

描述了一种高性能场景图系统的设计与实现。主要的设计目的是使三维图形应用开发者从繁琐的低级API(如OpenGL)中解放出来并获得最高的图形性能。该系统可以工作在Windows和各种UNIX变体(如IRIX、Linux等)操作系统上，主要的目标操作系统是Windows，主要针对低端(单处理器)硬件平台(如个人电脑)。应用范围包括视景仿真、虚拟现实、科学可视化、临场感娱乐及其他实时三维图形应用。     

GPU上的实时三维云仿真

云的建模和绘制-直是计算机图形领域研究的挑战之一.提出了一种全在GPU上的三维云模拟和渲染的框架,从面片生成、排序和渲染全在GPU内完成.云建模采用编制的云模型编辑器对云的形状和颜色等属性进行编辑,通过面片组合生成三维云几何模型.云的渲染方面,采用GPU上实现的bitonic排序方法对组成三维云的面片进行排序以实现正确的alpha混合;并将图形引擎特性-几何着色器引入到GPU上的三维云渲染中,实现三维云几何形体在GPU中的生成.开发了三维云生成和渲染模块,实现了可视化仿真应用中大规模和实时渲染的三维云仿真模块.     

支持并行渲染的虚拟现实开发平台

高性能3D图形卡的发展使得基于PC集群的高分辨率沉浸式虚拟现实(VR)环境开始普及.通过对OpenGL渲染流水线的并行性分析和研究,提出并实现了一个并行虚拟现实开发平台(PVRDP)体系结构,并对平台的关键实现技术,如分布式场景树管理、负载平衡、离屏渲染、渲染资源管理等进行了研究,该平台基于普通PC集群和千兆局域网实现了海量多边形模型的实时并行渲染、输出图像的融合与校正处理.应用表明,PVRDP能够显著降低各类虚拟现实应用系统的开发复杂度,可支持低成本、高性能的沉浸式VR环境.     

基于CityGML的三维城市模型实时可视化研究

针对CityGML(City Geography Markup Language)城市模型实时可视化问题,提出一种流式读取与数据绑定结合的快速解析办法以及多线程并行处理的数据加载策略,通过将模型数据重新组织成Direct3D网格对象实现了对三维图形的高效渲染。实验部分给出了.Net平台下基于C#与Direct3D的三维可视化结果,证明了方法的有效性。     

双臂移动机器人的图形化编程与仿真控制系统

介绍一种双臂移动机器人的图形化编程与仿真控制系统。用户通过图形编程界面对机器人编程和任务规划，在三维仿真环境中预宽和分析规划结果，最后将优化程序下载到真实机器人中进行控制。采用Java3D和VRML实现三维仿真；基于RT-Linux平台保证仿真控制的实时性；实现了多机器人机制以支持机器人的流水线协作。该系统现在支持日本安川电机株式会社的双臂移动机器人产品。     

异构平台消息通信机制移植技术的研究

将Windows平台上的应用系统资源移植到Linux平台,是扩大Linux应用范围的重要途径之一.由于Windows和Linux在消息通信机制上的较大差异,以及目前移植方法处理能力的不足,造成移植工作复杂而艰巨.本文在分析比较两种操作系统消息通信机制的基础上,设计了两种通信机制间的映射与转换方法,该方法没有采取常用的直接转换方式,而是通过基于源代码的模型恢复与异构平台模型间的映射来实现间接转换,可适用于处理消息通信机制等程序框架的准确转换.该方法被应用到军事综合信息网中证书和注册授权等多个重要服务器应用程序的移植项目,实验结果表明方法可行,并能够显著加快移植周期、降低移植成本.     

基于微机的塔台模拟机关键技术的研究

使用通用三维仿真平台SimGen构建双网结构的基于微机的塔台模拟机,重点探讨了多微机协同的实时三维视景渲染系统的体系结构,用UDP数据协议取得同步渲染数据,并提供了多机协同,用帧缓冲区以及网络流量控制的机制实现了抖动处理,使用两步线性航迹预测算法解决有可能出现的UDP数据的丢失。实践应用表明,基于SimGen运用多微机协同的视景实时渲染系统开发的塔台模拟机具有较低的成本和良好的性能,完全能够满足塔台管制训练和评估的要求。     

基于VR的水电站调度三维图形仿真研究

研究了基于VR的水电站调度三维图形仿真,应用先进的图形技术及VR技术,提出了基于VR的水电站调度图形仿真方法;结合数值理论,提出了水电站图形仿真所包括的三种数学模型;建立了水电站图形仿真数字模型,提出了场景实体、水流实体及水流粒子的数字建模方法;基于虚拟现实技术,实现了可实时交互的水电站调度虚拟场景;进行了工程实例分析,介绍了该方法的应用。     

一种实时信号处理平台的实现及其应用

结合高分辨率测深侧扫声纳(HRBSSS)的研制和应用过程,提出了一种基于PC104-Plus总线的小型实时信号处理平台。该平台根据系统对控制和运算的需求选择了CPU-T6VEF型PC104-Plus总线CPU板,加装Hammerhead-PC/104-Plus DSP板,采用Linux操作系统,可以方便地进行软件开发,具有很高的灵活性和实用性。实验表明,该平台可以完成HRBSSS中数据的实时信号处理任务,可广泛应用于通信、图像处理、语音处理、雷达、医疗等领域。     

基于STAGE的反舰导弹装备应用仿真研究

反舰导弹装备应用研究是水面舰艇装备形成战斗力的关键环节。本文给出了一种基于STAGE的反舰导弹装备应用研究仿真平台,介绍了其模型框架、仿真实现和仿真流程,并对某型反舰导弹进行了建模和装备应用仿真研究。结果发现该型导弹搜捕方案存在技术问题,在对导弹的优化方案和改进方案进行统计分析之后,指出该仿真平台具有较好的实用价值。     

基于仿真优化的集装箱港口大门作业调度研究

提出基于仿真优化的集装箱港口大门通道作业的调度优化方法.首先,建立了大门作业的离散事件仿真模型和调度优化数学模型;其次,设计了启发式Tabu搜索算法和仿真模型相结合的仿真优化方法;然后,结合仿真自动化方法和在线数据库实现了仿真优化系统;最后,用实例验证并分析了本方法的有效性及效率问题.结果表明了本方法对在线、实时作业调度优化问题的适用性.     

基于HLA的协同仿真运行研究

对应基于HLA的多领域建模，提出基于HLA的协同仿真运行。对HLA的标准MOM交互类进行扩充，增加有关仿真运行暂停、继续，仿真撤销，仿真结束的交互类；定义用于仿真运行启动的CORBA接口；对仿真运行管理器增加判断参与仿真联邦执行的所有成员是否正常加入的功能，并管理三个仿真联邦同步点，以保证协同仿真运行。     

基于HLA编队协同作战仿真研究

简要介绍了基于HIA的协同仿真平台（COSIM）的两种开发机制：COSIM开发机制和非COSIM开发机制。基于该平台构建了编队协同作战仿真系统，介绍了系统的体系结构及各节点的功能，完成了各个联邦成员的对象类和交互类设计，研究了非COSIM机制下的系统开发过程．开发过程表明：该机制在较大程度上封装了HLA／RTI的开发细节，能降低系统的开发难度，使开发过程变得简单。通过仿真实验验证了所构建仿真系统的可行性和正确性。所构建的仿真系统为编队协同作战能力（CEC）系统应用到水下防御领域的概念论证提供了依据，且为相关理论的研究提供了试验平台。     

基于Simulink的XCP仿真研究

针对NS-2仿真消耗大量运算时间,占用大量存储空间的缺点,利用Simulink构建XCP 的连续模型,并在此基础上构建多个XCP连接竞争一条瓶颈链路的仿真场景.对比实验表明,该模型能够真实再现XCP的收敛特性,并且运算时间在秒级,存储空间在KB级.     

基于脆性的复杂系统研究

针对开放的复杂系统进行研究,首次提出并论证了脆性是复杂系统的一个基本特性．以子系统之间的脆性联系为出发点,建立了研究复杂系统脆性的理论基础．根据脆性的定义、特点,定义了复杂系统的脆性基元、子系统间的脆性联系函数、脆性联系熵和脆性正交的概念,同时将非合作博弈的理论和方法引入到复杂系统的脆性的研究中．并以道路交通系统为例,进行了脆性分析。     

连续对策上的计策理论

引进连续对策上的计策的概念，分别研究一个局中人中另一个局中人的概率和识破这个局中人的计策的概率，给出局中人的判断的准确性的一种度量。     

基于STAGE的单舰防空反导仿真实现

单舰防空反导是现代海战中舰艇作战使用研究的重点和难点,也是舰艇战斗力形成的关键。在对舰艇防空反导仿真进行深入研究的基础上,提出了运用STAGE构建单舰防空反导仿真系统的基本框架,并详细描述了系统仿真模型的构建以及运用STAGE的实现方法。     

基于HLA的多领域建模研究

针对目前缺乏一种具有标准性、开放性、可扩充性，支持分布式仿真，基于商用仿真软件的多领域建模方法，提出基于HLA的多领域建模。首先提出将一个模型的输出变量映射到另一个模型输入变量的原则和实现方法，然后提出HLA应用层程序框架，以支持将各领域仿真软件开发的模型方便、准确地实现成为联邦成员，同时给出了商用仿真软件参与多领域建模所必须提供的与HLA应用层程序框架接口的五个方法。     

基于Windows平台的仿真支撑系统的研究

对可运行于Windows平台的仿真支持系统进行了研究,并加以了具体地实现,针对微机系统的特点,采用了客户／服务器方式,对大型网络实时数据库进行了精心设计,实现了利用微机群构成大型仿真系统,对模型的编写、编译、连接、调试、运行和结果分析等全过程提供支持。并将指导员台,就地操作,工程师站等功能有机地进行了集成。同时,作为一个开放的系统,还提供了应用程序编程接口,为用户的进一步开发提供了方便。在多个仿真系统的实际使用表明,本研究成果为基于Windows平台的仿真系统的开发、运行和研究提供了良好的基础。     

基于Agent的协同关系模型研究

在分析协同环境中Agent之间协同关系特征的基础上，本文提出并定义了一种基于Agent的协同关系模型(ACRM)，该模型引入了时间和空间的机制，用于描述现实世界的协同环境中Agent动态协同过程。通过应用实例说明该模型解决了动态协同过程中协同关系变化等问题。