航海模拟器中多通道三维视景显示技术

提出了船舶操纵模拟器三维视景仿真中多视景显示规则、多视景显示顺序及多通道视景的实现原理和技术,应用这种技术易于实现全景显示,既提高了显示速度,也保证了图像的正确显示。     

舰船操纵模拟器中视景技术应用浅析

结合使用中的舰船操纵模拟器视景系统并针对以处理模拟图像信号为主的视景复视环境,就目前视景仿真器中图形、图像、视频处理技术及ＶＲ仿真应用或正在探索的应用研究,提出了模拟器中可以采用的一些相应技术的概略比较、分析,以期讨论简化系统的手段,达到提高模拟训练环境仿真条件的目的。     

船舶机舱虚拟现实仿真系统的实现方法

详细介绍了运用MultiGen Creator和Vega等软件实现具有VR特征的船舶机舱虚拟现实仿真系统的方法,其中主要有：利用Creator进行三维建模过程中的场景数据库层次结构技术、实例化技术、外部引用技术、纹理映射技术和实时视景生成技术等;利用Vega实现船舶虚拟机舱的自动漫游和手动漫游方法以及漫游过程中的碰撞检测技术等;首次实现了与船舶轮机模拟器之间通信,实现虚拟机舱与轮机模拟器之间的相互操作,保持虚拟场景中虚拟仪表、虚拟指示灯等部件的状态与船舶轮机模拟器相应部件的状态一致。开发出的船舶机舱虚拟现实仿真系统,建立了逼真的船舶机舱虚拟场景,实现了人在虚拟机舱环境中的漫游,可以对虚拟场景中主要运动部件的驱动,是对现有船舶轮机仿真器有益的补充,有利于提高轮机员培训的教学质量。     

基于AIS的船舶驾驶实时增强仿真系统

目前航海模拟器主要用于航海教学与技术培训,而现场使用真实的航行水域中气象环境及目标船信息进行船舶指挥决策仿真的很少.研究系统构成要素,基于AIS的实时真实信息与虚拟环境融合,经验性船舶流体动力模型,运用统一数据源进行电子海图、雷达和三维视景数据精确匹配可视化方法,采用人在回路中的半实物仿真方式,建立船舶驾驶实时增强仿真系统,形成更加逼真的航行区域环境,能够更真实地反映舰船航行时的人机互动,有助于辅助决策结果的实时性、可信性与有效性,实现了船舶航行指挥决策论证和特殊操纵方案评估,实验结果表明了系统的可行性.     

飞行模拟器视景系统的设计与实现

飞行模拟器视景系统是飞行模拟器的重要组成部分,和其它视景系统相比飞行模拟器视景系统具有其自身的特点,包括场景覆盖范围大、涉及的场景对象复杂、视场角较大、对虚拟环境模拟和系统实时性要求较高等特点.针对于这些特点以及整个模拟器应用对视景系统的要求,对飞行模拟视景系统的视景数据库、多通道组网结构以及仿真程序进行了设计,给出了基于Creator/CTS/VegaPrime实现整个系统的开发流程,并对系统实现中的关键技术,包括多通道同步技术、大场景数据库的调度和实时绘制技术、环境模拟技术等进行了较为深入的研究.整个视景系统应用于飞行模拟器平台,实现了对于飞行模拟视景系统特定功能和性能的要求,能够在保证实时性要求的前提下达到预期的视觉效果.     

船舶操纵模型硬件模拟器的设计与实现

船舶操纵模拟器可采用物理仿真、半物理仿真及软件仿真3种方法.设计并实现了船舶操纵的半物理硬件电模拟器.详细地讨论了船舶模型的分解与模拟、舵机模型的模拟、外界干扰叠加的模拟、模拟器的器件选取与实现、外界干扰信号的模拟等.实际试验结果表明模拟器的控制精度高、运行稳定可靠.     

通用船舶自动识别系统模拟器的设计与开发

为使全功能船舶操纵模拟器可用于驾驶台资源管理培训,需要在模拟器中集成通用船舶自动识别系统(UAIS)模拟软件.利用Windows Sockets技术对UAIS设备进行仿真开发,在局域网内实现了UAIS终端设备和船舶间UAIS信息网络交互的模拟.该模拟器的研制既是对全功能船舶操纵模拟器的补充,也可用于船员培训和教学,同时也为今后UAIS相关技术的仿真研究提供一个参考与测试平台.     

基于CAVE的集装箱装卸仿真系统

介绍了基于CAVE系统的集装箱装卸模拟器的硬件平台,给出了本实验室已搭建的CAVE系统的详细配置.阐述了多通道立体显示技术在集装箱装卸模拟器视景系统中的应用,分析了基 于被动立体显示的集装箱模拟器的系统构成.通过船舶的压载水调节系统,建立了集装箱装卸操作人员与船舶驾驶员的联系.最后根据拉格朗日运动方程建立了系统的广义坐标下四自由度的运动模型.     

港航设计论证中的三维视景建模技术

船舶操纵模拟器已经广泛应用于港航设计论证中,针对通航评估模拟对三维视景系统的要求,提出了一套有效的三维视景建模流程,特别是研究了自然景物、岸上建筑、助航标志和水上船舶的数据库建模技术,对电子海图数据、数字高程模型(DEM)数据和工程设计数据进行有效处理以确保三维视景模型的精确度。介绍了整个数据库的融合技术,从而构建高逼真度的虚拟航海环境。采用面向对象与层次型相结合的三维数据结构建立视景数据库模型,利用层次细节(LOD)和动态物标数据管理技术提高视景显示的速度和灵活性。这套技术已经成功应用于10多项港航设计论证项目的实际研究中,取得了较好的效果。     

船舶操纵模拟器环幕投影误差分析

根据大型船舶操纵模拟器研制的需要,对模拟器7通道270°宽视场角环幕投影视景的圆柱面环幕透视投影进行分析,建立了圆柱面环幕透视投影变换模型和圆柱面透视投影误差纠正模型。并针对大连海事大学的船舶操纵模拟器进行分析,求出该模拟器环幕透视投影可能产生的最大误差及所需的误差纠正值。分析结果表明,该大型船舶操纵模拟器所作的误差校正满足航海模拟器对视景的误差要求。     

飞行训练仿真器视景显示系统及其方案选择研究

飞行训练仿真器视景显示系统的主要功能，是将图像生成设备生成的视景图像通过显示设备显示给飞行员，它是飞行员获取信息的主要窗口，其性能指标的高低直接影响到飞行训练仿真器性能和模拟训练效果。围绕这一关键子系统，阐述了其分类、不同类型显示系统的组成、显示原理及特点。并通过对现代战争背景下飞行任务训练对视景显示系统要求的分析，提出了飞行训练仿真器视景显示系统方案选择方法。     

虚拟柔性触觉再现技术的研究

研制了一套小型柔性触觉再现装置。针对虚拟操作的需求,提出了一种高斯分布变形模型,该模型建模简单、算法实时性好、实时交互能力强。在此基础上构建了一个完整的集成触觉显示和视觉显示的虚拟触觉再现系统。通过仿真实验验证了触觉再现装置人机交互过程的有效性和可靠性以及算法的可行性。     

基于视频元数据的视频增强方法及应用

提出了一种基于视频元数据的视频增强方法,并将其应用于数字博物馆的虚拟陈展。为实现上述功能,首先提出了一种基于MPEG-7的视频元数据方案,利用视频元数据对视频对象的语义信息、轮廓与色彩等底层形象信息进行描述,并记录为视频元数据脚本。进行视频增强回放时,将上述脚本与视频本身同时发布到展示前台。在展示前台,通过专用播放器对视频元数据进行解析,根据解析内容对视频进行实时增强。上述方法不仅可以实现视频内容与语义信息的集成播放,提高视频的交互性,而且支持基于内容的交互应用。最后,基于上述方法实现了一个用于数字博物馆展品视频交互展示的原型系统。     

一种空间战场视景仿真系统的开发

通过分析空间战场地形模型的特点,比较了不同的地形生成算法。提出了一种用纹理简化地形文件LOD(Level of Detail)的方法,并据此创建了适用于空间战场环境的地形模型;针对Vega软件环境中碰撞检测过量占用系统资源问题,设计并实现了一种简化的碰撞检测方法;创建了由多种飞机、雷达、战车等组成的三维实体模型库;在以上几种技术的基础上构建了一个空间战场视景仿真系统。     

基于瞄准镜视景的单柄跟踪激光测距仿真系统设计

计算机图形图象技术的发展促进了视景仿真水平的提高，本文就是基于微机以ＯｐｅｎＧＬ为工具的图形图象实时生成技术在火控系统武器装备视景仿真中的应用。文中讨论了动目标（飞机）的视景模型和运动模型、瞄准镜的光学功能仿真模型和运动模型、战地背景的视景模型和运动模型等的原理和实现方法。同时，对在ＷＩＮＤＯＷＳＮＴ下的硬件操作和利用实装进行交互的方法作了简要介绍。     

基于海量空间数据的实时地形视景仿真算法研究

随着数字地球和数字城市概念的提出，建立海量空间数据的实时地形视景仿真系统受到了越来越多的关注。建立了多分辨率空间数据的四叉树结构模型，提出了基于屏幕分割的LOD数据装载算法和基于相同地理空间大小的LOD数据分割方法，实现了任意方向和分辨率数据块之间的无缝拼接，融合了视相关和地表特征的地形简化方法，同时综合运用了可视区数据的各种预处理手段，提出了可视区数据小号更新算法．通过原型系统开冀。在微机平台上地形绘制速度可达每秒25帧.     

水下滑翔机器人实时仿真平台研究与开发

为检验水下滑翔机器人系统的整体性能及载体在水下的运动学和动力学特性,提出了采用半物理仿真方式建立水下滑翔机器人实时仿真平台的设想.介绍了建立实时仿真平台的硬件结构,并对水下滑翔机器人实时仿真平台的搭建过程作了简要的说明.仿真平台系统包括虚拟水下滑翔机器人系统和虚拟显示系统两部分,其中虚拟显示系统包括:MultiGen Creator建立的三维载体模型和海底地形;Vega生成的实时视景程序;基于MFC的视景仿真程序.     

基于Web的群体决策研讨信息自主可视化模型

在开放式群体决策研讨过程中,为了有效克服简单的文本记录方法和信息显示方式给群体交流带来的不便,克服在研讨过程中存在的“知识断层”和“信息过载”,改善交流效果并最终有效地辅助决策,需要探索集文本、音频和视频等多媒体为一体的研讨信息可视化显示方式。在分析群体成员对研讨信息可视化需求的基础上,提出了研讨信息自主可视化的概念,建立了基于UM L的群体研讨信息自主可视化模型。最后,给出了相应的实现模式和一个简单的群体研讨信息自主可视化平台示例。     

嵌套二叉树实现大规模地形实时绘制

实时调入视点可见数据,快速动态地建立连续细节层次(LOD)模型是提高大规模地形绘制速度的关键技术。在数据分块组织的基础上构建了两层嵌套二叉树。通过索引数据二叉树和可见性判断,实现可见数据的实时调入;对可见数据块,通过LOD建模三角形二叉树和设计的基于包围球的节点误差评价函数,实现连续LOD模型的快速动态构建,提高大规模地形的绘制速度。实验表明文中的方法可以取得较高的帧速率和较好的绘制效果,实现了大规模地形的实时绘制。