视觉注意模型在虚拟与现实交互中的研究（英文）

提出将视觉注意模型应用于虚拟与现实交互中,通过显著性原理检测出真实场景中的有效区域。采用将图像在空域和频域中分别进行显著特征提取,再通过特征组合理论进行特征融合。空域中采用区域颜色对比以及局部复杂度对比特征;提出在频域内进行有效频段分割,结合幅度信息提取显著特征,再加权后合成;特征组合理论是根据细胞调解原理来处理特征之间独立与联合作用的关系。最后提出将该方法应用于虚拟与现实交互中检测真实场景中的有效区,并同其他算法进行效果对比。     

基于虚拟检测函数下的IMM-UKF机动目标跟踪

为了有效提高对机动目标的跟踪效果,将无迹卡尔曼滤波(UKF)引入到交互多模型(IMM)算法框架内,加强状态估计精度;引入强跟踪滤波器(STF)到UKF算法中,避免对强机动目标的过大时间延迟和跟踪性能差的缺点;提出虚拟检测函数法,在跟踪过程中自适应调整"当前"统计模型的机动参数,加大模型集与目标真实运动模式匹配概率。仿真结果验证了改进算法的有效性。     

理想格上高效公钥加密方案

目前现存的R—LWE公钥加密方案,普遍存在公钥尺寸大、密文扩展率高的缺陷。给出一种高效的理想格上公钥加密方案,在多用户环境中,借助一个基于广义背包难题的可抵抗碰撞的哈希函数构造用户的公私钥对,缩短了公钥长度;通过增加整个密文中携带消息密文的份额,有效降低了加密每比特明文的平均开销。在安全性方面,由公钥恢复私钥的困难性可以归约到理想格中SVP问题,对密文的攻击相当于求解判定性R—LWE问题。因此,方案能够达到CPA安全性。     

一种基于VMN的移动IP快速切换方法

为了满足用户对移动IP服务的安全性、低时延方面的要求,弥补现有移动IPv4协议中切换方案的不足,在移动IP/AAA模型的基础上,提出了一种基于VMN(虚拟移动节点)的移动IP快速切换方法。该方法增强了移动IP联合AAA的基本模型,并在MA(移动代理)上构建了一种新的数据结构;通过在NFA和OFA之间建立一个新的双向隧道,将VMN中的数据报文进行快速转移,在没有数据报文丢失的情况下,实现了快速低时延的切换;通过分发新的临时安全关联以及认证票据,有效地提高了移动IP在注册和切换过程中的安全,同时有效地降低了AAAH和AAAF之间的网络负载;通过对该方法进行安全性分析和仿真试验表明,我们提交的方法是安全有效的。     

基于均值漂移交互多模型粒子滤波算法

针对交互多模型粒子滤波计算量大的问题,将视觉跟踪领域的均值漂移算法(Mean Shift)与交互多模粒子滤波(PF)算法相结合,该算法利用均值漂移算法在重采样之后将粒子收敛到靠近目标真实状态的区域内,在提高定位精度的同时减少所采用的粒子数,减少了算法的运行时间.通过被动跟踪仿真实例,同时使用均值漂移粒子滤波与传统粒子滤...     

基于VR和MR技术的火控系统虚拟仿真平台构建

运用VR和MR技术构建了用于火控系统模拟训练的虚拟仿真平台,该平台利用先进的计算机视觉成像和交互手段,将火控系统的内部结构、部件组成、整体形态、工作原理等,通过逼真的实时三维渲染技术真实呈现出来,用户可以通过双手与虚拟现实/混合现实中动态生成的虚拟三维部件进行自然交互,实现对火控系统的虚拟操作,对火控系统构造与原理进行自主探索认知。利用该平台可有效实现“三层次、五阶段”的火控系统模拟训练模式,“三层次”即仿真层次、交互层次和探索层次等3个不断深化的认知层次,“五阶段”即感知→认知→习知→用知→验知等5个逐步递进的认知阶段。     

基于Multi-Agent的武器装备虚拟维修训练系统

提出了一种基于Multi-Agent的虚拟维修训练系统(VMTS)结构框架,整个系统分别由主控Agent、仿真Agent、和接口Agent3个具有交互作用的Agent组成,从而将虚拟维修训练系统的开发转化为一个多Agent系统的设计与开发.基于多Agent的框架结构可实现受训者的智能模型及虚拟训练场景中虚拟物体的行为模型,从而可以提高VMTS的健壮性和可重用性.基于Agent的概念模型实现了Agent之间的交互和协作,并介绍了主控Agent和仿真Agent的具体实现方法.     

舰艇编队Ad Hoc网络信任模型

将引入权重的门限秘密共享方案与基于身份的签名方案相结合,针对海上舰艇编队网络通信簇结构提出了一个Ad Hoc网络信任模型.在模型中,系统自身完成密钥对的分发,所有簇首共享系统私钥.任意t份系统私钥分量就可恢复出系统私钥,完成编队成员的身份认证.系统周期更新密钥,可有效防御恶意攻击.     

北斗战场通信网络身份认证方法

为了提高战场通信网络的安全性,基于北斗卫星导航系统("BeiDou"navigation satellite system,BDS)所提供的高质量的定位、授时以及短报文通信功能,提出了一种基于"北斗"的战场通信网络身份认证方案。该方案利用"北斗"高精度的授时功能实现整个网络中时钟的精确同步,将该时钟信息作为时间戳值加入到身份认证过程中以抵抗重放攻击;同时将节点从"北斗"获得的位置信息也加入到身份认证信息中,解决了战场中我方节点被俘获所带来的安全问题,结合传统的随机数以及证书加密,实现了通信双方多因素双向认证。通过对方案进行安全性分析和SVO逻辑分析可知,该方案能够抵抗常见的攻击方式,并且不存在安全漏洞,适合应用到战场通信网络。     

应用改进的LP算法构建虚拟阵的精确定向方法

为了克服传统LP(Linear Predecition)算法在构建虚拟阵过程中存在预测误差容易累积的弊端,提出了一种能够更充分利用实阵信息量的改进LP算法来构建虚拟阵。采用实际基阵方法、传统LP虚拟阵方法和改进LP虚拟阵方法分别对假定基阵的波束性能进行计算机仿真及对湖试数据进行处理成像,研究结果表明,与传统LP方法相比,改进的LP方法能够有效地抑制波束旁瓣,进一步提高了基阵的角度分辨力和阵增益,将其运用于特定试验背景下的实际湖底目标探测,方向分辨精度可提高75%。     

LVC时间管理的实时性研究

针对当前分布交互仿真系统实时性方面不足而导致的真实仿真、虚拟仿真和构造仿真之间无法实现互操作的问题,通过对DIS、HLA等分布交互仿真体系结构的实时性影响因素进行分析,给出了LVC时间管理的实时性方法,并完成了LVC时间管理中间件的设计和中间件的性能测试。测试结果表明,该方法可以显著改善系统的实时性,对真实仿真、虚拟仿真和构造仿真（LVC）之间互操作的进一步研究具有重要的参考意义。     

海战场信息系统和武器系统综合仿真技术研究（连载二）

(续第3期第34页文) 6 虚拟舰艇结构的设计虚拟舰艇的基本物理部件是HLA联邦成员。这些部件可以模拟不同聚合级的实体。典型的部件将代表组成战舰的系统,其中包括传感器、武器、对抗措施、导航和指挥与控制系统。其它部件可代表完整的作战实体,或代表系统的子部件。6.1 虚拟舰艇的物理设想6.1.1 组成虚拟舰艇的典型联邦成员典型的部件在图1中示出。这些部件通过HLA运行时间支撑结构(RTI)进行交互,数据交换是这种交互的主要部分。联邦成员之间交换的数据在概念上描述为对象属性更新或一次交互。对象属性更新是描述现时存在的一个实体的…     

装备沉浸式虚拟维修训练系统通用开发方法

针对传统装备维修训练的不足,提出一种基于"美腾装备虚拟维修训练通用平台"的沉浸式虚拟维修训练系统开发方法。该方法首先利用3ds Max建立装备的物理模型,在Unity 3D中完成基本动画制作、与外部设备的交互设计,最后利用"美腾装备虚拟维修训练通用平台"完成对虚拟训练系统的开发。     

应用改进的线性预测算法构建虚拟阵的精确定向方法

为了克服传统线性预测(Linear Prediction,LP)算法在构建虚拟阵过程中存在预测误差容易累积的弊端,提出了一种能够更充分利用实阵信息量的改进LP算法来构建虚拟阵。采用实际基阵方法、传统LP虚拟阵方法和改进LP虚拟阵方法分别对假定基阵的波束性能进行计算机仿真及对湖试数据进行处理成像,研究结果表明,与传统LP方法相比,改进的LP方法能够有效地抑制波束旁瓣,进一步提高了基阵的角度分辨力和阵增益,将其运用于特定试验背景下的实际湖底目标声探测,方向分辨精度可提高75%。     

基于期望模型的变结构交互多模型算法

采用变结构思想,提出一种基于期望系统噪声模型的变结构交互多模型算法。算法中,预测噪声变化范围的噪声模型集不再采用固定结构,而是根据量测新息在线辨识和调整,使之更加接近于目标的真实运动模式。基于模型匹配概率与先验的马尔科夫切换概率调整期望系统噪声模型噪声方差,得到一个最优的系统噪声模型集。将该算法与交互多模型算法相结合,得到一种变结构交互多模型算法。仿真结果表明,该算法对机动目标的跟踪精度要优于固定结构的交互多模型算法。     

天基预警系统资源调度方法

对面向导弹预警任务的天基预警系统中的低轨卫星资源调度问题进行了研究.对预警任务的特性进行分析,提出了一种预警任务规划与分解方法以减少任务对资源占用时间的需求;在此基础上建立了该问题的约束满足CSP调度模型;针对该模型变量多、解空间规模庞大的特点以及对求解算法时效性的要求,设计了一种基于局部解空间跳出机制的改进型遗传算法MGA.仿真表明该模型与算法在给定时间内能够得到满意的调度方案.     

基于球坐标系下BLUE滤波的IMM算法

针对机动目标跟踪中常见的量测转换问题,提出了一种基于球坐标系下最优线性无偏估计滤波的交互多模型算法。该算法的核心思想是将最优线性无偏估计滤波作为交互多模型中的基本滤波,完成对机动目标的跟踪。在仿真试验中,将该算法与基于扩展卡尔曼滤波的交互多模型算法进行比较,结果表明该算法有效地抑制了扩展卡尔曼滤波中常见的滤波发散问题,并且提高了跟踪的精度,具有较好的实用性。     

防区外多导弹协同突防复合制导研究

针对防区外多导弹协同突防要求导弹能够成功突破敌防御系统并击中目标的问题,提出了一种基于虚拟目标的复合制导规律。首先,在敌雷达探测范围的边缘设置虚拟目标,将导弹制导过程分为制导段Ⅰ和制导段Ⅱ。然后,研究了一种基于攻击时间和攻击角度控制的制导规律,使导弹在制导段Ⅰ按指定时间和角度追踪到虚拟目标,导弹转入制导段Ⅱ后在以攻击时间最短为指标函数的最优制导规律导引下攻击真实目标。仿真结果表明该复合制导规律大大提高了多导弹的整体突防能力。     

虚拟演播室技术

虚拟演播室系统利用色键功能,将真实的演员合成到虚拟的三维场景中,并与其中的虚拟对象进行实时交互,给视频媒体制作提供了广阔的空间。相对于传统的演播室,虚拟演播室的节目制作不再受实际演播空间和复杂场景制作的限制,场景的更换不再费时费力,而只需要从计算机中调入用3D软件预先创建好的虚拟场景。用户所要做的就是尽情发挥他们的想象力和创造力,就可以达到预想的演播效果,虚拟演播室系统为影视制作提供了一个虚拟空间的梦幻平台。     

一个基于Jack的装甲车辆虚拟维修训练系统

通过在维修仿真中引入虚拟人,可以显著提高场景的逼真性、真实感。基于虚拟人的几何建模与动作控制技术,设计实现了一个虚拟人动作数据库(VHAD),自下而上由基本动素层、维修动素层和动作单元层组成。基于动作库,进而设计并实现了一个面向维修训练用途的虚拟维修训练系统(VMTS),并针对装甲车辆动力系统更换进行了实例验证,仿真结果表明该系统能够有效地加快维修过程的创建,改善了人机界面的交互性能,提高了虚拟人的智能程度,基本满足了维修训练的要求。