基于PtolemyⅡ的自主飞行器控制系统代码生成及应用

为解决自主飞行器控制系统设计中存在的复杂的代码制造问题,引入基于计算模型的设计方法,使用适合于控制系统建模的同步数据流计算模型来指导模型中各个模块之间的交互通讯,通过进行静态分析决定模块的执行顺序并能以此产生相应代码。在Ptolemy II图形语言开发环境下,以同步数据流计算模型对自主飞行器实时控制系统进行有效建模,并在此计算模型指导下自动生成代码,而所生成的代码能实施在实时分布式计算平台上,实现自主飞行器单机自主飞行的硬件在环仿真。     

局域网中分布式仿真系统的通讯模型

分布式多机仿真中，每当增加新的仿真子模块，就需要重新规定与其进行通讯的模块的消息接口以及新增模块的消息解析模块，无论是编程还是调试都较为繁琐。为解决上述问题，提出一种松散架构的分布式仿真通讯模型。这一通讯模型可以实现较为便捷的模块加入和删除工作。利用这一模型实现的网络通讯模块在虚拟航海仿真系统以及多屏投影系统的通讯模块中得到了应用。给出了应用结果并对几种不同通讯部署方式的应用性能进行了讨论。     

图形组态仿真软件系统分隔与模块排序算法研究

介绍了图形组态仿真软件系统分隔与模块排序算法,提出了基于邻接矩阵树搜索的系统分隔算法,这种算法易于编程实现,对于存在环路的仿真系统,不但可以迅速找到环路,还可以记录下环路内部各模块的输入/输出关系.对于模块排序给出了两种算法,一种是根据模块未知输入个数排序的算法,一种是根据各模块与输入模块距离大小排序的算法.根据模块距输入模块距离排序的算法只需要从每个输入模块对仿真系统进行遍历,不需要关注该模块的位置输入个数,因此算法相对要简单.这两种算法确定的模块计算顺序不一定相同.最后通过对一个图形组态仿真系统实例的分析验证了算法的合理性.     

双通道触觉交互系统中牙科手术工具之间动态交互的力觉仿真

介绍了基于双触觉交互装置的双通道触觉交互系统（牙科手术训练系统）中动态工具交互仿真的分析和实现。动态工具交互是指探作者同时探作两台触觉交互装王导致虚拟环境中工具之间发生接触和碰撞的力觉仿真，它是双通道触觉交互牙科手术训练系统的重要组成部分。提出了计算工具和显示工具的概念，将图形显示与虚拟力的计算和输出解藕，保证了图形显示过程中，虚拟环境中的工具不会发生空间的重叠和干涉。同时，工具之间的交互被分为自由空间运动、碰撞和碰撞后挤压三个阶段，碰撞和挤压阶段分剐提出了虚拟力计算模型，保证了虚拟力计算和输出的快速性、逼真性和稳定性。     

结合伺服电机的古建筑物增强现实交互展示系统

针对大屏幕设备的增强现实应用较多，但难以实现多人动态交互的问题，对大屏交互展示方法进行了研究。通过串口通信的方法，控制伺服电机往复运动；基于深度法线纹理，利用边缘检测方法实现古建筑物的线稿特效；结合硬件模块和展示应用模块，同时增加了交互功能和季节特效。实验结果表明，结合伺服电机的古建筑物交互展示系统，实现了扫描式的运动，可以根据位置信息渲染出当前古建筑场景，并且交互效果良好，该系统已在实际项目中得到很好的应用。     

火箭发射分布式仿真系统中信息交互方式设计

回顾了分布式仿真系统中交互协议的发展,在此基础上深入研究了四种应用最广泛的数据交互方式,结合工程实践对其在分布式系统中的优缺点进行了总结。针对火箭发射分布式仿真系统实用、高效的数据通讯的需要,选择了HLA和串行通讯相结合作为信息交互方式。重点研究了多线程串行实时通信的方法。系统运行证明在设计分布式系统信息交互方式时,针对实际灵活地选择合适的交互协议,是完全可以满足设计要求的。     

基于局部模型的多更新率切削仿真力觉渲染算法

提出了一种牙科手术虚拟现实模拟训练系统的力觉计算方法。为了保证切削仿真的逼真度、力觉计算的快速性和交互稳定性,提出了基于局部模型的多更新率体系架构的计算方案。仿真系统分解为三个不同计算频率的线程,即切削仿真、力觉伺服和图形显示线程。提出虚拟工具和切削工具的概念,实现交互力计算和牙齿三角片网格模型切削变形的协调;基于虚拟工具和牙齿三角片碰撞检测信息构造局部模型,实现力觉设备控制与切削仿真线程的解耦,降低了对切削仿真线程计算频率的要求;利用多线程技术保证图形显示和力觉显示的数据传输和时间同步。针对局部模型更新时的振荡问题,采用改进的恢复时间方法对局部模型进行插值,增强了仿真系统稳定性。基于力觉交互设备Phantom建立试验平台,开发了牙科手术力觉交互仿真软件,通过试验验证了本文算法的有效性。     

多投影系统D-vision中双手6自由度力觉交互

D-vision系统(这里“D”有“DivideScreen”和“Duplex-Vision”双重含义)是一类基于PC机群的多投影虚拟现实系统(或简称多投影系统)。给出D-vision系统中双手6自由度力觉交互的实现过程:在客户端协同控制两个力觉交互设备Spidar-G(SpaceInterfaceforArtificialRealitywithGrip)实现双手协作交互,其次构造一个基于UDP的Socket类完成客户端和绘制服务器节点之间的通讯,传递跟踪球的位置、方向等信息;然后,通过分布绘制实现在大屏幕上无缝显示。最后实验结果表明:在D-vision系统中双手6自由度力觉交互是一种自然直观的人机交互方式。     

全国第6届智能CAD与数字娱乐(CIDE2009)学术会议征文通知

为了进一步促进我国在智能CAD、计算机动画、数字娱乐及数宁艺术等领域的研究与应用,由中国图像图形学会计算机动画与数字娱乐专业委员会和中国人工智能学会智能CAD与数字艺术专业委员会联合主办,泰山学院承办的第六届智能CAD与数宁娱乐学术会议,将于2009年8月15-17     

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。     

混合条件/事件Petri网在飞控系统建模中的应用

提出一种混合条件/事件Petri网,以方程和图形两种形式定义了其受控演变规则,该网能够很好地描述一类离散事件和连续演变过程的混合交互现象,并应用于自修复飞行控制过程的建模中,使其离散跳变、连续演变过程以及相互间的交互得到较好的描述与处理,并能将演变结果显化在图形上。     

基于对称交互熵的ISAR干扰效果评估方法

从信息论的角度出发,将交互熵引入到ISAR干扰效果评估中。针对其不满足对称性的不足,提出了对称交互熵的概念,并从理论上证明了对称交互熵是一种距离测度,从而建立了以对称交互熵为指标的评估模型。最后,针对射频噪声干扰和噪声调频干扰两种典型的压制性干扰样式进行了干扰仿真,并应用对称交互熵从定量的角度对ISAR压制性干扰效果进行了评估。得出的结论与定性评估一致,表明了该方法的有效性和可行性。     

基于超网络的线上线下舆情演化模型研究

舆情交互存在于现实空间与虚拟空间,为具体研究两空间中舆情的演化,首先分析了舆情在不同空间中传播演化的特点及演化过程中相互间的联系.随后,结合改进的有界信任机制构建基于超网络的线上线下舆情演化模型,并针对该模型提出了包括模型初始化模块、信息传播与交互影响模块与双空间同步模块三部分的仿真系统框架.根据同步方向,提出"现实空间-虚拟空间"和"虚拟空间-现实空间"两种同步率,并通过对比仿真实验研究了同步率与空间速度比对舆情演化的影响.     

基于HLA/Virtools的高炮火控系统仿真平台设计

针对在开发模拟训练系统过程中,开发人员工作量大,系统开发效率低和效果不理想等问题,提出了一种基于网络游戏技术(Virtools)与高层体系结构(HLA)相结合的解决方法.该方法利用HLA的模块化建模的思想,将整个仿真系统的功能划分成若干个联邦成员,进行分布式系统仿真.从设计系统的体系结构入手,划分联邦成员功能、建立FOM文件,并针对仿真平台开发中的分布交互行为模块的开发、解算行为模块的开发、坐标系变换、分布交互行为模块与解算行为模块数据传输速率不同步等问题进行了深入的研究,并提出了解决方案.最后基于此方法设计了一个某型高炮火控系统的操纵仿真平台,实践表明系统的开发效率有了较大的提高,结果显示在实时性及逼真度方面均达到了较好的效果.     

有色Petri网在系统分析中的应用

Coloured Petri网(简称CP-nets或CPN)是一种用于设计、详细说明、仿真和检验的面向 图形的语言。它特别适合于那些通讯、同步、资源共享非常重要的系统。例如应用程序间的通讯协 议、分布式系统、嵌入式系统、自动化生产系统、工作流分析和超大规模集成电路芯片。     

计算机辅助设计——基本概念和系统结构

《计算机辅助设计——基本概念和系统结构》一书的译文已于本期连载完毕。我们向读者介绍这本书是因为它在内容上有一定广度,而且多少反映了国际上应用CAD方法的现状,希望它能有助于读者建立CAD方法的完整概念,从而提高CAD方法的应用水平。这个目的是否能达到?选材是否恰当?希望读者尽快将意见反映给我们。 介绍CAD方法,推广CAD方法的应用,一直是本刊的主要任务之一。我们已特约邹谋炎同志编写了电路CAD的入门性教材,并将于1986年以专辑形式提供给读者。     

基于灵巧手的空间遥操作仿真系统

针对空间遥操作普遍存在的通讯大延时问题,采用3D图形预测显示的方法,建立了基于灵巧手的遥操作仿真系统.操作人员借助数据手套,直接控制虚拟场景中的图形灵巧手来完成作业,图形灵巧手对操作者的输入指令即时响应,远程灵巧手的动作是经过一定时延迟后图形灵巧手运动的再现,从而有效地避开底层通讯时延的影响.首先介绍了系统框架,然后详细介绍了虚拟环境的建模,包括三维实体建模和运动学建模,重点讨论了人手到灵巧手的运动映射,并对空间通讯延迟进行了教学仿真,最后通过仿真对系统进行了验证.     

一种在分布交互仿真系统中使用Simulink模型的方法

Simulink模型使用自身的时钟步长和数据流，不与其他程序共享。提出了一种在分布式仿真系统中直接使用Simulink模型的方法。为了和分布式仿真系统交互仿真数据，设计了一种代理程序的结构。代理程序采用共享内存技术和Simulink的S函数作为接口与Simulink模型进行数据交互．并使用进程通讯中的共享内存和事件技术来实现代理程序和Simulink模型之间的同步。     

基于微机的飞行仿真器图形图象系统的研究与实现

图形图象系统在分布交互仿真虚拟战场环境及虚拟样机中有非常重要的地位,直接影响仿真系统的逼真度。由于视景系统主要是进行几何模型和纹理图象的解算,对硬件的要求较高,所以一直是高档计算机——主要是图形工作站的天下。现在,随着计算机芯片以及网络技术的飞速发展,使得基于普通微机的多通道、大视场视景系统的实现成为了可能。我们在微机平台上开发实现了有人驾驶飞行仿真器的图形、图象显示系统,由于应用效果良好,性能价格比高,该方案在工程应用上有重大意义。     

装备维修教学训练虚拟现实系统的设计

“装备维修教学训练虚拟现实系统”是新装备维修教学训练的一种有效方法。本文从系统功能、系统配置和系统软件组成等方面介绍了系统的总体设计;详细说明了虚拟装备的建立、立体显示系统的构成、立体投影原理及基于GL的三维图形的立体显示实现;讨论了通过数据手套实现装备维修和工具使用的实时交互系统设计方法。