履带式车辆训练中的车辙桥行驶算法研究

车辙桥地形是履带式车辆训练中的重要科目。首先介绍了视景仿真系统中车辆的简化模型和相关算法,在此基础上,对车辆以各种方式通过车辙桥的姿态进行了分析,并提出了针对车辙桥的地形匹配算法。通过该算法,车辆实现了以正确的姿态在车辙桥路段的行驶。该算法已应用在实际的项目中,并取得良好的仿真效果。     

虚拟视景中的装甲车辆运动仿真算法研究

通过分析履带式装甲车的行动装置与运动特点,研究了装甲车在任意地形上的运动情况,以满足分布交互式虚拟仿真实时性和逼真度要求对实体行为进行了建模与简化,选取适合于履带式车辆的支撑点来研究车辆的姿态问题,提出了在任意地形中的运动仿真算法来确定运动后的位置和姿态.在基于VTP平台开发的装甲对抗仿真系统中,该算法实现了装甲车的运动仿真,并能很好的满足系统实时性和高逼真度的需求.     

一种用于VRML虚拟环境调整车辆运动姿态的算法

在VRML虚拟环境中，运动对象在曲面上的姿态调整是提高虚拟现实水平必须克服的难题之一。文章提出了一种基于支撑平面计算车辆姿态参数，随三维地形的起伏自动调节其运动姿态，并进行三维显示的算法。描述了具体的算法设计，讨论了算法实现的关键技术，并应用于某履带式电传动车辆的虚拟现实仿真中。运行结果表明该算法实时性好、运行稳定可靠，逼真表现了运动车辆的动态行为过程。     

基于虚拟现实的装甲车辆运动仿真研究

装甲车行驶中车体姿态的仿真是模拟驾驶训练系统的关键技术.为实现不同地形下基于虚拟现实的装甲车辆驾驶模拟,本文提出了基于虚拟现实的装甲车辆运动仿真方法.首先,构建装甲车辆的结构、外形和真实的地形,采用第一和第三视角同步显示驾驶场景;其次,建立车辆行驶的动力学模型,求解车身在不同地形下的车身姿态数据;最后,通过Unity3D引擎实现整个场景和车体姿态的动态渲染.通过实验证明,该方法能够准确的模拟各种地形条件下的车体姿态,真实的仿真车辆的运行状态.     

基于纯追踪曲线跟踪模型的车辆自动导航

介绍具有仿生性的基于纯追踪曲线跟踪模型的曲线跟踪算法。该算法以简化二轮车模型为基础,通过选择合适前视距离计算车辆逼近预定义路径所需摆角达到跟踪效果。通过MATLAB/Simulink仿真,对算法中前视距离和车辆速度两个重要参数对车辆跟踪效果的影响进行了仿真探讨。仿真结果说明该算法容易实现,稳定性高,跟踪预定义路径所需时间较短,跟踪精度较高。     

基于肤色模型的人脸标准化方法

在对传统积分投影法实现人脸标准化算法及其特点进行分析的基础上,针对其对姿态变化敏感的缺点,利用肤色信息的聚类性特点,提出了基于肤色模型的人脸标准化算法。通过实验对算法进行仿真,结果表明,该算法可以较为理想地实现对各种姿态人脸的标准化,从而达到对自然环境下拍摄的人脸图像进行标准化的目的。     

Vega环境中机动车辆运动仿真的研究和实现

大多数在Vega平台上进行的车辆运动仿真,只是将车体作为一个质点进行处理,在仿真过程中,当车体通过不平坦的路面时,不能随地形起伏改变车体的姿态,仿真的真实感和可靠性很差.通过分析车辆的运动数学模型,建立了三维空间的运动方程组,并结合名为"TRIPDO"相交矢量方法给出了一种通用解决算法和Vega程序实现.结果表明使用了这种解决方法的仿真应用,所仿真的车辆都能够随地形的起伏实时改变姿态,车辆运动仿真的真实感和可靠性显著增强.     

基于轮廓特征的车辆跟踪算法实现

运动车辆的实时跟踪是智能交通系统中的重要组成部分,它能够实现车辆运动轨迹的有效追踪与车辆运动参数的实时记录。论文采用一种基于轮廓特征的车辆跟踪算法来实现运动车辆跟踪,并在OpenCV平台进行仿真实验,验证了该算法的有效性。     

野外自主车姿态分析

本文提出了不平地面上自主式车辆的姿态分析方法.为简化问题,采用质量分布均匀的矩形平板代替履带式自主车,在此基础上给出了姿态的数学描述,并提出一种逐步搜索的数值算法,仿真实例验证了算法的有效性.     

微观交通仿真系统的近邻查询算法

为解决现有微观交通仿真系统中,由于采用基于链表的方法处理近邻查询导致的查询效率和可扩展性不高的问题,提出了一种基于B+树的近邻查询算法。该算法借鉴了数据库中近邻查询算法的思想并结合了链表结构的优点,在叶子节点维护了其存储的数据单元(即车辆)关系的索引结构,以达到快速查询车辆所在车道的前后车的目的。同时,在假设车辆随机分布的前提下,构建了一个数学模型,根据道路的属性和道路中车辆的数量,计算查询目标车辆的邻近车辆所需的最短平均查询长度,并通过此最短查询长度推导算法参数的最优值。理论分析和对比仿真实验显示,衡量该算法的主要指标:即仿真每个车辆的平均时间消耗,在三类常见的交通参数设置(正常的、较拥堵的和拥堵的)下较链表和B+树分别降低了64.2%和12.8%。仿真结果表明该算法具有良好的可扩展性,更适用于大规模微观交通仿真系统。     

特征控制下的多样图地形纹理合成算法

针对三维虚拟室外场景的建模与绘制需求,提出一种多样图地形纹理合成算法。以地形数字高程模型数据和样图集为基础,根据用户自定义的纹理合成规则控制地形的高程值和坡度特征,并自动合成地形纹理。实验结果表明,利用该算法合成的纹理能够较好地反映自然界地形的分布情况,增强三维场景绘制的真实感。     

某导弹虚拟训练系统地形建模技术研究

为了建立某导弹训练系统虚拟环境，探讨了大面积地形建模的方法及需要注意的问题，并应用细节层次模型和减少多边形数量等方法对模型的实时显示性能进行优化。建立了某导弹阵地的地形数据库，生成的地形数据库精细、逼真性好，能满足某导弹虚拟训练系统的需要。     

虚拟环境中大范围三维地形模型简化方法研究与实现

大范围三维地形模型生成技术是虚拟自然环境和虚拟仿真领域中视景系统的重要组成部分,本文基于真实地形数据的地形生成及实时显示技术,分别介绍了常用的地形简化方法视截体裁剪技术、细节层次模型(LOD)技术和多分辨率纹理贴图(mip-map纹理)技术,并提出了一种基于视点变化的地形模型简化方法——基于视点自动裁剪的多LOD模型生成技术。     

虚拟环境中的空间立体声显示

介绍了虚拟环境中面向扬声器的空间立体声生成和定位的研究现状、矢量基幅值相移算法，讨论了有关声音仿真的若干问题。针对某大型分布式虚拟战场环境，构造并实现了DIS/HLA体系结构下实时3维空间立体声系统，分析了该系统中空间扬声器阵列声音显示的若干问题。提出了声觉信息显示包围球的概念，进而提出了一种以虚拟观察者／听者为中心的包围球内声源目标快速检索算法，解决了分布交互仿真中感兴趣区域大量实体声源的实时显示问题，该方法用于实际系统，效果良好。     

面向虚拟环境的三维地形生成方法

针对断层算法所产生的地形刻痕明显并且缺乏细节的缺点,提出一种地形生成方法。使用断层算法生成初始的地形高度场来描绘地形的宏观轮廓,使用线性滤波算法对高度场进行平滑滤波处理以消除地形刻痕,使用分形算法对高度场进行迭代处理以增加多层次的地形细节。实践证明,用该方法在普通PC平台上能够生成真实感较强的地形。     

基于动力学模型的汽车制动稳定性虚拟展示

现有3D引擎的物理模型不能真实反映车辆制动时的运动状态。为此,提出一种汽车制动稳定性虚拟展示系统。建立汽车动力学模型,包括四轮车辆模型和车轮轮胎模型,利用上层仿真软件对动力学模型进行运算和虚拟场景渲染,给出车轮状态和虚拟仪表的展现方法,并基于3D引擎设计虚拟展现系统。实验结果表明,该系统能同时观测整车及车轮的运行状态,实时再现制动过程中车轮抱死、车身横摆侧滑的行为,其动力学模型能够满足虚拟展现对画面渲染的实时性、连续性要求。     

基于AR-VR混合技术的博物馆展览互动应用研究

传统的博物馆展示方式大多采用橱窗陈列物品,存在信息表达单一,互动性差等缺陷。通过分析增强现实与虚拟现实混合所涉及的关键技术,提出了一种基于AR-VR混合开发博物馆互动展示系统的方法。实验表明,采用虚拟现实技术和增强现实技术结合的方式可以使馆藏信息展示更全面、效果更逼真,激发参观者的观察与思考,实现更深层次的交互体验。     

Path planning for a tracked robot traversing uneven terrains based on tip-over stability

In the real-world environment, the path planning method of tracked robot is widely studied when driving on uneven terrain. How to solve the problem that the traditional path planning algorithm cannot adapt to uneven terrain because of the constraints of obstacle avoidance and path length is a challenge for tracked robots. In this paper, a stability-based path planning framework for tracked robot is proposed to reduce the risk of rollover when the tracked robot passes through uneven terrain. First, a virtual plane method is proposed to estimate the attitude of tracked robot. Second, on this basis, a dynamic high-stability path evaluation algorithm for tracked robot based on force angle stability margin (FASM) is proposed, which transforms the stability-based path planning problem into a hypergraph problem. Moreover, considering that the optimization problem is strongly nonlinear and nonconvex, a hybrid algorithm of covariance matrix adaptive evolution strategy (CMAES) and Levenberg–Marquardt (LM) is designed under the framework of generalized graph optimization (G2O) to improve the solution efficiency. Finally, simulation and experiments show that the stability-based path planning framework can effectively plan the high-quality path, and the maximum stability of the tracked robot is 0.9156 when the robot crosses uneven terrain using optimal path 2.     

三维地形的交互生成与表现

随机地形生成与表现是虚拟环境系统研究的基础,针对用户对地形环境千差万别的需求,论文提出了一种基于分形的交互式地形随机生成方法,在给定地形特征或地形参数条件下,通过控制分形算法的随机过程及其反馈调整,自动产生符合要求的三维地形网格模型,并在给定的控制条件下对生成的地形进行自动着色和阴影计算。