Ontology_CVGE:本体支持下的协同虚拟地理环境框架

为地理问题的群体协同决策提供可视化环境是协同虚拟地理环境的基本目标.协同决策是一个领域知识驱动的过程,而本体是目前用于领域知识表达与相关概念描述的重要工具.因此,在分析知识表达在协同虚拟地理环境中所具有的重要意义基础上,提出协同虚拟地理环境中群体决策的迭代过程模型,并以森林灭火决策为例,构建支撑协同虚拟地理环境的本体知识库.最后,综合上述研究成果设计了本体支持下的协同虚拟地理环境框架-Ontology_CVGE.     

面向虚拟地理环境的三维可视化架构研究

提出了虚拟地理环境的可视化架构应该由三个部分组成:数据模型接口,模型集成接口和可视化流程管理;在将这三部分结合成一个完整体系的同时,分别讨论了三者在面向虚拟地理环境三维可视化架构中所起的作用,并且针对一些技术性难点提出了相应的解决方案。     

多无人机协同运动的虚拟队形制导控制

针对多个无人机的协同运动问题,提出一种多无人机协同运动的虚拟队形制导控制方法。该方法采用跟随-领航者法,借鉴虚拟结构法的思路,首先,根据航路点数据和协同任务队形结构在线规划出虚拟队形期望航路,避免了虚拟结构法刚性结构的缺点;然后,设计非线性航路跟随制导律,导引无人机沿期望航路运动,完成对虚拟队形期望航路的跟踪;第三,基于Lyapunov稳定性理论设计了队形误差控制器,用来补偿由于航路机动带来的航迹切向队形误差;最后,综合制导律和队形误差控制器得到协同运动控制指令。仿真算例表明,该方法能有效实现多个无人机的协同运动。     

基于全景视频的虚拟地理环境建模技术研究

随着视频、全景图像在各行业领域中广泛使用,目前均已成为虚拟地理环境的重要数据源.探索了基于无入飞行器的全景视频数据快速建模技术,实现了低空全景视频数据与地理空间数据相融合,形成具有严格地理空间数学基础的、新的虚拟地理环境数据模型.该模型可为虚拟地理环境可视化的逼真度和实时表现能力提供有效的理论和技术支撑.     

基于Agent多用户参与的虚拟地理环境

Agent(智能体)由于有着与人类相似的行为模型,因而可应用于在有多用户参与的虚拟地理环境(VGE)中,并成为VGE领域当前研究的难点、热点问题。本文首先分析了VGE中多用户交互五个层次的特性;然后提出了将VGE系统和多智能体系统(MAS)结合的四种方法:松散耦合、紧密耦合、直接互操作耦合、非直接互操作耦合,并设计了对等和集中两种系统的体系结构。     

用于大气污染扩散模拟的虚拟地理环境构建研究

重点开展基于虚拟地理环境的空气污染扩散模拟与交互探作研究,为城市空气污染的管理和时空动态模拟提供一个良好的可视化分析环境.以珠江三角洲空气污染为案例,建立虚拟地理环境原型系统,开展空气污染动态扩散模拟,进行实时交互查询与分析,实验结果证明,本文的方案能够逼真地模拟大气污染扩散过程,能较好地揭示城市群间空气污染的相互影响规律.     

一种支持实时协同虚拟装配的体系架构

协同虚拟装配技术为多个设计人员在同一虚拟场景中共同进行装配试验提供了条件。主要就如何实现协同装配的实时性进行了研究,提出了一种“复合式”的协同体系架构,并采用基于C/P(命令/参数)消息的数据传输方式实现协同任务的实时传输,进一步的采用任务的分解执行方式实现协同任务的实时处理。在上述架构与技术基础之上设计开发了一个支持实时协同的虚拟装配系统,并以大型机械压力机的实时协同装配为例对系统进行了验证。     

基于虚拟长机的无人机侦察编队控制方法

针对使用多无人机编队对周边区域实施协同侦察任务的协同控制问题,提出了以虚拟长机为编队航迹引导的分布式编队控制方法。该方法基于编队通信拓扑的分布性,以“相邻”无人机为参考估计长机状态,然后设计无人机编队的分布式线性化反馈控制器。仿真实验表明,在无人机编队沿阿基米德螺旋线实施侦察的过程中,该控制器能够使多无人机形成期望队形,并维持其稳定,同时减小编队队形误差,实现对侦察航迹的高精度跟踪。     

仿生膝关节虚拟样机与协同仿真方法研究

设计用于仿人机器人的四连杆封闭链膝关节。以仿生膝关节研发为实例,提出用虚拟样机协同仿真进行系统仿真。研究用Pro/E,ADAMS和Simulink相联合的组织内部协同仿真方法。建立了四连杆仿生膝关节和机器人腿虚拟样机,并详细给出异构层次化模型协作方法和迭代学习控制协同仿真方法,进行了仿真实验。虚拟样机协同仿真方法面向多领域,可避免复杂的人工建模和求解过程,仿真逼真且接近实际系统,为四连杆仿生膝关节提供好的研究方法。     

基于WBS的虚拟采办系统分析与协同建模研究

在线虚拟采办是与真实采办实时交互和并行发展的、仿真模型动态演进的、多学科模型和仿真技术集成的协同仿真系统,需要解决的问题之一是仿真模型与真实系统之间的综合集成。从分析采办的多域多维多尺度特点入手,以采办的工作分解结构为协调基础,建立虚拟采办过程模型,并从任务、信息和资源三个方面讨论同步和异步方式的协同建模问题,最后提出在线虚拟采办系统框架。该系统可实现虚拟采办与真实采办在不同域、不同层次、不同维的动态交互,体现了在线仿真系统并行性、动态性、集成性的特点,可促进虚拟采办的实施和应用。     

热控百叶窗机构虚拟样机协同仿真

某型号卫星上设计了热控百叶窗机构以调节内部和外部的热交换。在目前不具备外层空间实验条件下,建立了热控百叶窗机构动力学和控制模型,实现了包括控制系统在内的复杂机械系统虚拟样机协同仿真。主要功能包括仿真过程动态观察、模型实时修改以及仿真结果快速处理。为下一步研制出既满足卫星的热控制需要又尺寸合理、适于安装的物理样机提供了依据。     

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。     

一种适用于大规模协同虚拟环境的兴趣管理方法

当前影响协同虚拟环境规模扩展性的首要问题是控制用户之间的网络数据传输,兴趣管理方法是一种有效的解决技术。针对现有兴趣管理方法在大规模协同虚拟环境领域的不足,提出了一种适用于大规模协同虚拟环境的兴趣管理放法。该方法首先采用网格划分空间进行判断,将对象的感兴趣对象集合快速收敛到一个较小的范围,然后利用空间交互感知机制以及协作感知机制计算对象之间的感知强度,并以此为基础划分兴趣层次进行分级兴趣管理。实验结果表明该方法能有效地过滤数据,提高网络资源的利用率。     

基于Direct3D的虚拟战场环境中动态地形的实现方法

动态地形技术突破了以往地形结构不可破坏的限制，能够体现环境自身的内力作用和仿真实体的行为对环境的作用而引起的地形结构的变化，拉近了仿真与现实之间的距离。以最常用的不规则地形网格为研究对象，提出了通过建立“参照网格”来规则化的管理不规则网格的方法，分析了Direct3D环境中地形数据库的存储格式，给出了确定地面上任意一点在地形网格中的投影位置的遍历方法，基于以上，通过修改地形数据库内存数据实现地形外观的局部修改。     

协同虚拟维修过程中的虚拟人体维修操作控制

针对操作人员难以在有限的光学运动捕捉设备捕捉范围内自由运动的问题,开展了协同虚拟维修过程中的虚拟人体维修操作控制研究。基于光学运动捕捉设备对操作人员的下肢动作进行捕捉,根据实时识别结果控制虚拟人体进行大范围运动。针对维修操作过程中的虚拟人体手部运动控制,分析了虚拟人体的手部交互过程,提出了一种基于动态贝叶斯网络的维修操作智能辅助方法。以某液压缸协同式虚拟维修操作仿真平台为例验证了方法的有效性。该方法实现了对虚拟人体维修操作过程的有效控制,具有实时性好、交互性与感知性强等优点。     

基于Multi-Agent的武器系统虚拟样机开发环境研究

虚拟样机技术是解决复杂系统开发过程中高风险、有限可逆转性问题的一个有效途经。复杂系统虚拟样机开发过程中的数据量大,交互频率高,因此必须为这一过程提供有效的机制,最大效率的支持虚拟样机的协同开发。文章将Agent技术应用于传统框架,提出了基于Multi-Agent的协同开发环境,并结合采办的思想,提出了基于Multi-Agent的协同开发环境的全生命周期虚拟样机开发过程模型。     

大型装置起竖系统协同仿真研究

以液压驱动的大型装置起竖系统为研究对象，选择Pro／E、ADAMS、AMESim和MATLAB／Simulink作为软件环境，探讨了蔓杂机电灌一体化系统建模与协同仿真的实现策略。利用Pro／E和ADAMS软件建立起竖机械系统多体动力学模型，利用AMESim软件建立起竖液压系统的模型，利用Simulink建立控制系统的模型，并以MATLAB／Simulink为主仿真环境，通过软件接口将多锥动力学模型和液压系统模型集成到MATLAB／Simuilnk中，并利用参数关联构建系境完整的仿真模型，赛现了机械，液压、控制系境仿真模型的有机集成。研究结果对复杂机电液一体化系统的协同仿真与优化设计具有一定的指导意义。     

虚拟样机协同建模环境中建模工具的集成与应用

针对虚拟样机协同建模环境对建模仿真工具集成的需求，对典型建模工具MATLAB的应用方法进行研究，提出在虚拟样机协同建模环境中仿真模型的建立、验证以及仿真应用软件开发各个阶段中MATLAB的集成与应用方法。并且结合一类武器系统虚拟样机的开发实例详细介绍了MATLAB工具的应用和集成。