船舶操纵模拟器立体视景系统理论、方法和实现的研究

在船舶操纵模拟器中,视景系统的立体显示为场景中物体的空间关系提供重要的视觉信息,并大大地增强了三维场景的真实感。分析了立体显示方法的原理,介绍了多通道立体显示系统所需的设备及环境,提出了基于Vega的船舶操纵模拟器的立体显示视景系统结构框架,阐述了Vega中场景初始化的方法及立体显示参数的设置,并实现了基于Vega的船舶操纵模拟器视景系统的立体显示,提高了船舶操纵模拟器视景系统的逼真度。     

Agent战场视景仿真视点智能控制方法

为了实现战场视景仿真中视点的智能控制,使视点能够自动选择运动方式,根据场景中发生的热点事件自动切换观察目标并且自动调整观察位置及角度,将Agent的思想引入视点控制策略的设计,提出了一种基于Agent的战场视景仿真视点的智能控制方法,针对热点事件搜索智能体、观察目标选择智能体和观察方式控制智能体的智能体行为算法,以及多...     

一种小量流血形成的弯曲血槽模型

特殊效果模拟是虚拟手术系统中的一个重要组成部分,快速准确的特效能够增强手术过程的真实感。流血效果是虚拟手术系统必不可少的特效之一。针对小量流血形成的弯曲血槽的模拟,提出了一个比较简单的模型,采用元球造型的方法绘制血槽。只考虑血流前端动态效果的模拟,血槽部分采用静态绘制。这种动态与静态结合的模拟方法有效地减少了计算开销,真实感明显,具有很好的实时性。     

柱面全景图像拼合及漫游算法研究

基于图像的绘制技术不仅可以弥补传统基于几何绘制技术的不足,而且能给出更丰富的图像显示.文中从实际应用出发,提出并实现了图像拼接新算法,并在此基础上,利用OpenGL的纹理映射技术,将全景图像作为纹理图像映射到由OpenGL预先构造出的虚拟视点空间上,并实现了虚拟场景的全景漫游.     

基于3Dmax和OGRE的某型装备视景仿真研究*

某型装备视景仿真的研制对于提高教学质量和训练水平具有重要意义.提出了一种基于3Dmax和OGRE可视类的视景仿真方法,给出了视景仿真系统的总体结构和实现过程,解决了视景仿真过程中一些视点变换、角度控制、场景变化、面板仿真等关键的技术问题.     

基于多传感器信息融合理论的无人机相对导航状态估计方法

为提升无人机的作战效能和作战指标,提升无人机的相对导航精度和导航系统可靠性,本文以无人机编队的相对导航系统为研究背景,基于容积卡尔曼滤波算法和信息滤波算法,研究了容积信息滤波算法。此外,还采用了多传感器信息融合理论,利用分布式信息融合结构构建了无人机相对导航滤波器,对来自惯导、视觉和卫星的信息进行融合,获取无人机间的相对位置、速度和姿态信息。该方法提升了无人机相对导航的导航精度、导航可靠性和滤波稳定性,容积信息滤波算法的应用避免了传统滤波算法在在高维系统中出现的数值不稳定以及精度降低等问题。论文还进行了相应的数学仿真,仿真结果表明该方法提高了无人机编队之间相对导航的精度和可靠性,证明了算法的有效性。     

多传感器信息融合理论在无人机相对导航中的应用

为提升无人机的作战效能和作战指标,提升无人机的相对导航精度和导航系统可靠性,以无人机编队的相对导航系统为研究背景,基于容积卡尔曼滤波算法和信息滤波算法,研究容积信息滤波算法。此外,还采用多传感器信息融合理论,利用分布式信息融合结构构建了无人机相对导航滤波器,对来自惯导、视觉和卫星的信息进行融合,获取无人机间的相对位置、速度和姿态信息。该方法提升了无人机相对导航的导航精度、导航可靠性和滤波稳定性,容积信息滤波算法的应用避免了传统滤波算法在高维系统中出现的数值不稳定以及精度降低等问题。数学仿真结果表明,该方法提高了无人机编队之间相对导航的精度和可靠性,证明了算法的有效性。     

基于Vega的战术与火力协同作战视景仿真系统

为了评估战术与火力协同作战对抗效能,建立了分布式战术与火力协同作战对抗网络仿真系统,给出系统框架并介绍各节点功能,详细介绍了视景仿真系统的实现方法和关键技术。基于Vega仿真软件环境开发了战场中的各种复杂场景特效,解决了非视觉物理量的可视化问题;利用Visual C++开发了视景仿真程序,解决了视景驱动和自动视点切换等具体问题。仿真结果表明视景系统可以逼真演示战术与火力协同作战过程并给出作战效能的直观评估。     

基于空空导弹虚拟样机的虚拟靶试仿真系统设计

基于导弹虚拟样机仿真平台和商用视景仿真软件实现了空空导弹虚拟靶试仿真系统。充分利用了商用视景软件便捷、高效、高保真的飞行模拟解决方案,同时兼顾空空导弹性能虚拟样机拟真度高的特点。结合基于视景系统的人机交互飞行仿真模型开发、导弹虚拟样机的仿真模型组成与搭建、数据交互模块设计等内容,阐明了空空导弹虚拟靶试仿真系统的建立过程。     

迷彩伪装的三维视景仿真

针对当前军事工程伪装设计中存在的以经验为主导、设计效果无法预测等问题,提出一种基于MFC的Vega Prime仿真方法用于迷彩伪装的三维视景仿真。以我国某地区的数字高程模型为基础数据,采用三维可视化仿真技术,构建了伪装场景的地形模型和地物模型。通过纹理映射技术把迷彩图案实施到模型表面,并利用实时渲染引擎Vega Prime API对模型进行渲染,建立迷彩伪装仿真场景。仿真结果表明:采用视景仿真技术对工程伪装效果进行虚拟场景再现,能够生成逼真的迷彩伪装场景。     

虚拟现实系统中的视觉延迟及其克服算法

虚拟现实(VR)技术问世以来,用户在使用基于VR的飞行模拟器时有时出现恶心、头晕等不适感,这种现象已引起人们的关注。研究表明,视觉延迟是引起这种不适感的重要原因之一。分析了VR系统中视觉延迟产生的原因,并基于卡尔曼滤波技术,设计了视觉延迟克服算法。算法首先假定头部运动是一个随机过程,且有较大的随机加速度,活动幅度一般不超过80mm,建立了头部运动的随机数学模型;其次,采用了测量数据预处理技术以提高预测精度。理论分析和仿真检验都表明,该算法与以往的预测算法相比,计算量增加很少,但预测精度得到了明显的提高。进而减缓了图像的抖动和对操作者头部运动的限制,提高了与虚拟场景的适应能力。     

关于改善可视化仿真系统实时性的途径

实时性是设计可视化系统所面临的关键技术问题之一,如何协调系统的实时性和模型的真实性是可视化仿真系统实现的瓶颈。结合应用仿真建模工具MultiGen的开发经验,从模型数据的组织结构、绘制优先级的确定,以及复杂场景建模与显示中常用的实例化、LOD、Billboard等方面,探讨了在可视化系统设计中改善实时性可采用的途径,并逐个分析其特点、利弊及处理技巧。     

基于遗传算法的陆基导航布站方法研究

陆基导航是一种通过高精度的测距进行定位、定速的系统,其定位、定速精度与布站有密切关系.为优化陆基导航的布站结果,提高惯性+陆基复合导航精度,提出了一种基于遗传算法的陆基导航布站方法.推导了使用惯性+陆基复合导航的Cramer-Rao下界(CRLB),并以其作为遗传算法布站寻优的适应性函数,再结合其他影响布站的因素作为约束条件,形成了基于遗传算法的布站方法.数学仿真表明,通过该方法的布站可得到较为满意的复合导航的精度,在实际工程应用中具有重要意义.     

SS-IUKF算法及其在成像声纳组合导航中的应用

利用成像声纳对海底进行探测时需要高精度的导航信息。针对导航高维滤波问题,文中在球面单形sigma点变换的基础上,将其与迭代UKF相结合,提出了球面单形迭代无迹卡尔曼滤波(SS-IUKF)算法,并应用于捷联惯性导航系统(SINS)/多普勒流速剖面仪(ADCP)组合导航系统。仿真结果表明,SS-IUKF算法相比UKF、SR-UKF、EKF算法提高了滤波精度和计算速度,具有一定的工程应用价值。     

一种实用的提高景象匹配可靠性的方法

景象匹配导航具有高准确性和高可靠性,因此被应用于诸多领域。从景象匹配适配区的选择出发,提出了一种实用的提高景象匹配可靠性的方法,在匹配前对参考图提取出高概率匹配区,然后再用NPROD算法进行匹配,实验证明该方法能够有效地提高景象匹配的可靠性。     

联邦滤波器在INS/GPS/DVS组合导航系统中的新应用

针对某机载导航系统不能满足高精度导航定位需要的问题,采用了动态信息分配系数方法,提出了一种新的基于联邦滤波器的INS/GPS/DVS组合导航方案,通过对各子滤波器的信息分配系数进行优化,增强了组合系统的导航性能.仿真结果表明,该方案充分提取了导航传感器的信息,有效地提高了组合导航系统的精度和故障检测能力.     

基于矢量分配的组合导航容错联邦滤波算法

针对高动态环境下飞行器组合导航系统因不确定故障导致导航精度下降的问题,提出了一种基于矢量信息分配的容错联邦滤波算法。设计矢量形式的故障检测函数,对各观测量进行单独的故障程度划分,克服了将故障子系统所有观测量同时隔离的缺陷；根据观测量是否异常,重构时变量测噪声矩阵和信息分配矢量系数,对子滤波器的状态变量进行信息分配,在隔离故障子系统异常观测量的同时,最大限度地利用正确观测信息。仿真结果表明,采用该算法能够充分发挥各导航子系统的优势,极大提高了导航子系统信息利用率,具有较高的精确性和容错性。     

面向多点交互的多模态振动反馈触觉再现系统

近年来,多点交互和多模态融合的力触觉再现系统由于能够进一步提高人机交互的真实感,已经成为该领域的研究热点。基于Leap Motion的多手指位置检测模块、振动触觉再现模块、NRF51822蓝牙通信模块、视觉再现模块和CHAI3D构建的虚拟环境等,设计实现了多点自然交互的、触觉和视觉相融合多模态触觉再现系统。为了验证系统的可行性和有效性,开展了虚拟物体轮廓感知实验和立方体放置任务实验。实验结果表明:虚拟物体轮廓感知实验平均识别率为87.9%;相比单一视觉再现模式,视觉和触觉再现融合模式完成相同任务的时间能节省47.7%。所设计的多点交互触觉再现系统,具有成本低、体积小和控制方法简单等优点,为促进多模态人机交互技术的发展和广泛应用奠定了重要基础。