某军用地面移动机器人视景仿真系统的研究

结合视景仿真技术和动力学仿真分析,提出了由视景驱动、交互、主控模块和动力学仿真调度组成的仿真系统结构;利用Pro／Engineer和MuhiGen Creator建立了机器人和地形场景模型,分析了数据的组织结构和模型的简化处理;基于Vega实现该地面移动机器人的视景仿真系统,提出了针对此机器人模型特点的地形匹配方法。仿真结果表明,该视景系统能够逼真地表现出地面移动机器人的仿真过程,并满足系统仿真的实时性要求。     

机群作战视景仿真系统的设计与实现

针对空间战场三维图像显示技术的需求,该文采用MultiGen Creator作为建模工具,Vega作为实时仿真驱动软件,在SGI图形工作站上开发了虚拟机群作战视景仿真系统,设计了系统软硬件体系结构,解决了地形分块、地形LOD（Level of Detail,层次细节）等大规模地形管理以及与飞行仿真系统的广播内存实时网络接口连接等技术,实现了空间战场环境、特效的逼真显示.仿真结果表明,该系统满足仿真实时性和逼真度指标要求,增加了飞行视景仿真的＂沉浸＂感.     

基于倾斜摄影测量的矿产地形三维可视化建模研究

对矿产地形进行三维可视化建模,指导地质勘探,提出基于倾斜摄影测量的矿产地形三维可视化建模方法,采用倾斜摄影测量进行矿产地形的三维图形重建,提取矿产地形的三维边缘轮廓特征量,采用稀疏性的模板特征匹配方法进行矿产地形三维可视化的块匹配,构建矿产地形的边界分布轮廓线,采用不规则三角网重建方法进行矿产地形三维可视化图像的视觉重构,结合倾斜摄影测量方法实现对矿产地形的三维离散点数据重构,提高对矿产地形三维可视化建模的精度。仿真结果表明,采用该方法进行矿产地形三维可视化建模的精度较高,视觉重构效果较好。     

基于Creator的地形建模和仿真研究

主要介绍了一种使用地形数据和相关地形信息,通过Multigen Creator软件生成地形场景的方法。并对Creator软件、地形数据转换以及地形模型生成与仿真等都做了详细讲述,最后使用Vega Prime和VC＋＋6.0等工具建立了视景仿真环境并进行二次开发,地形显示画面运行平稳,可视化显示视觉效果较好。     

飞行模拟训练分布交互视景仿真系统研究

创建了具有LOD(Levels of Detail)层次细节优化的三维地形模型、飞行器模型和环境物体模型,采用Vega软件的Symbology (仪表)模块、Creator建模中的DOF(Degrees Of Freedom)技术和Opengl程序设计技术,开发了精细的虚拟座舱仪表模型,并完成了基于飞行器视点和地面多视点的各视景仿真联邦成员的软件开发,构建了符合HLA标准的飞行模拟训练分布交互视景仿真系统,为飞行员和地面工作人员协同配合训练提供了先进的环境仿真实验平台.     

视景仿真实时显示技术的研究

视景模型实时显示与交互技术是目前分布式视景仿真研究的关键技术。以视景实时显示为目的,探讨了雾化技术、实例化技术、纹理映射技术、纹理裁减、场景模型分块、LOD（level of detail）等技术,重点研究了面向大场景仿真的实时显示问题,通过对各种视景仿真实时显示技术和场景显示调度算法的综合应用,实现了对三维大场景海量数据进行较为流畅的显示,满足了大场景实时显示帧率要求,并具有较好的显示精度和清晰度。     

基于分形与纹理映射的3D地形仿真

文章研究了基于分形与纹理映射技术的3D地形仿真技术.该技术通过分形插值算法与DEM数据矩阵的线性变换构建出各类特征的地形模型,并利用分形纹理及位图纹理,通过纹理映射技术及光照模型仿真出平原、高山、草地、海洋等各类地形地貌,实现了具有逼真效果的3D地形的视景仿真,并可运用交互技术实现在视景终端以任意角度和高度进行观察.研究结果表明,文中提出的基于分形与纹理映射的地形仿真技术,方法简洁,地形生成速度快,地形、地貌仿真效果逼真生动,适用范围广,具有很好的应用价值.     

视觉地形分类的词袋框架综述

目的 视觉地形分类是室外移动机器人领域的一个研究热点。基于词袋框架的视觉地形分类方法,聚集和整合地形图像的视觉底层特征,建立底层特征统计分布与高层语义之间的联系,已成为目前视觉地形分类的常用方法和标准范式。本文全面综述视觉地形分类中的词袋框架,系统性总结现有研究工作,同时指出未来的研究方向。方法 词袋框架主要包括4个步骤：特征提取、码本聚类、特征编码、池化与正则化。对各步骤中的不同方法加以总结和比较,建立地形分类数据集,评估不同方法对地形识别效果的影响。结果 对词袋框架各步骤的多种方法进行系统性的分类和总结,利用地形数据集进行评估,发现每个步骤对最后生成的中层特征性能都至关重要。特异性特征设计、词袋框架改进和特征融合研究是未来重要的研究方向。结论 词袋框架缩小低层视觉特征与高层语义之间的语义鸿沟,生成中层语义表达,提高视觉地形分类效果。视觉地形分类的词袋框架方法研究具有重要意义。     

三维地形生成及其可视化处理研究

针对在三维地形处理领域中存在的地形数据获取困难,可视化处理过程复杂真实感效果不强的问题.文中提出了一种三维地形生成和可视化处理的方法,该方法采用分形算法生成虚拟地形数据,然后将其存储为地理信息系统中通用的数字高程数据格式,最后将数据导入三维建模软件Multigen Creator 3.0中,结合网格生成、三维投影和纹理映射等,进行可视化处理.仿真试验表明:该方法能快速获取有效的地形高程数据,经过处理后得到了直观的,真实感较强的三维显示效果图.该文为三维地形生成和可视化处理问题提供了一种有效的、可实现的处理方法.     

基于分形几何的地形仿真及其漫游

简要介绍了分形几何理论,详细探讨了利用改进的D iam ond Square算法来生成三维分形地形的数学模型及其三维地形中的漫游技术。并在此基础上实现了分形地形的仿真和漫游。实验结果说明,该方法是一种简单、有效的地形生成方法。     

地形仿真中遥感影像的应用及处理技术

在分析几种地球表面表示方法的优缺点的基础上,提出用遥感影像作为三维地形仿真中表面纹理图以提高真实感的思想;提出不同高度实体视景地形的仿真应采用多级精度仿真的方案,并分析了地形仿真精度与影像分辨率间的关系;详细叙述了该应用方案中影像数据处理的流程及方法,包括：数据准备、真彩波段组合、影像增强、几何校正、拼接镶嵌、投影变换及三维地形生成等。实践证明,合理的影像数据处理方法和步骤可减少工作量并保证影像处理的精度和效果,现势件好,真彩组合的遥感影像用作三维地形仿真的表面纹理图是提高仿真真实感的有效技术途径。     

基于OpenGVS的视景仿真的关键技术研究

该文介绍了如何解决视景仿真应用中的一些关键技术,如控制显示应用程序中的动态视景、地形匹配、碰撞检测、动态地形中海水的实现等,可以用视景管理软件OpenGVS为工具实现。上述关键应用技术已在国家863计划重点项目“分布式虚拟战场环境中仿真实体及其应用研究”中得到应用,并取得了良好的效果。     

Occlusion-free animation of driving routes for car navigation systems

This paper presents a method for occlusion-free animation of geographical landmarks, and its application to a new type of car navigation system in which driving routes of interest are always visible. This is achieved by animating a nonperspective image where geographical landmarks such as mountain tops and roads are rendered as if they are seen from different viewpoints. The technical contribution of this paper lies in formulating the nonperspective terrain navigation as an inverse problem of continuously deforming a 3D terrain surface from the 2D screen arrangement of its associated geographical landmarks. The present approach provides a perceptually reasonable compromise between the navigation clarity and visual realism where the corresponding nonperspective view is fully augmented by assigning appropriate textures and shading effects to the terrain surface according to its geometry. An eye tracking experiment is conducted to prove that the present approach actually exhibits visually-pleasing navigation frames while users can clearly recognize the shape of the driving route without occlusion, together with the spatial configuration of geographical landmarks in its neighborhood.     

分形布朗运动在水下地形模拟中的应用

由于水下地形的高程数据获取困难,如何运用少量的数据生成真实感强、精度高的地形模型是值得研究的问题。运用分形布朗运动（fBm）模型得到水下地形的分形特征参数,结合随机中点位移内插算法,通过Matlab编程实现了三维水下地形的模拟。以长江口深水航道为例,讨论了其运用fBm的可行性,模拟生成了三维航道地形,并与 ArcGIS自带的插值方法进行比较,采用等深线重构法对插值结果进行精度分析。比较结果显示,基于fBm模型模拟得到的地形具有丰富的地表细节,反映了地形的复杂性和不规则性,具有很好的可视化效果,同时能保证较好的精度。     

用于TF/TA仿真试验的数字地形模型研究

采用数字仿真方法进行TF/TA实验时,需要生成飞行器在实战中可能遭遇到的各种真实地形场景。为了借助计算机模拟方法产生所需各种复杂多变的数字高程模型,提出了改进分形几何法和数学函数法来自动生成数字地形模型的方法。前一种方法可以根据需要控制地形的光滑度,可以为视景仿真系统提供具有细部特征的真实感地形;第二种方法产生的几种典型地形突出了不同地域的地形特点,多用于TF/TA算法的验证。大量的仿真结果说明了这些方法的可行性。     

基于Creator/Vega的三维战场仿真

三维战场环境仿真是作战仿真的基础,它包括地形地物建模、纹理映射以及视觉效果处理等内容。结合三维建模软件Creator和Vega,概要介绍了三维地形生成的基本理论,讨论了Creator中地形构建的方法,构建了三维地形模型和地物模型,并实现了三维战场的驱动显示。     

基于LOD建模的视景仿真生成技术研究

细节层次(LOD)模型是指对同一个场景或场景中的物体,使用具有不同细节的方法得到一组模型以实现三维场景仿真,而视景生成会使仿真过程更直观形象。文中提出一种利用地形、景物数据库数据,采用LOD建模方法实时生成三维视景,实验结果表明该方法具有一定理论和实用价值。     

基于PC集群多通道视景仿真系统的设计与实现

使用PC集群实现了多通道视景仿真,在给用户带来较大的视野和强烈沉浸感的同时可以得到较高的性价比。针对基于PC集群多通道视景仿真系统的系统框架进行了研究,使用OSG三维图形渲染引擎,提出了一种基于投影变换的分屏方法,并应用于基于PC集群的多通道视景仿真系统。实验结果表明与旋转视锥体方法相比该方法改善了在通道交界处产生“偏折”的现象,能够灵活、简便地进行分屏,方便地达到扩大视野或获得更大的显示尺寸的目的,保持了视景仿真中多通道视景和交互的同步并保持了画面的流畅。     

大面积三维地形生成和显示技术及实现

大面积三维地形的生成与显示是军事仿真视景系统开发的难点问题.本文研究了解决此问题的关键技术,包括LOD、纹理映射、分页调度策略和大地形数据库管理;提出了应用上述技术的方案,利用Creator的地形建模模块,生成大面积地形,采用视景仿真软件Vega绘制虚拟场景,实验表明达到了良好的效果.     

直升机飞行视景仿真实现

为了用视景仿真技术模拟直升机的飞行姿态,通过三维视景建模软件Multigen Creator,建立了直升机、地形场景的视景模型,以三维仿真软件包OpenGVS作为图形开发引擎,用现代软件工程的方法,在VisualC++6.0平台上构建了直升机飞行仿真软件的整体框架,完成其中关键模块的代码编写.对于输入模块,用游戏杆作为视点变换的控制工具,运用Direct-Input接口技术对其编程.通过实例运行所编制代码,在飞行操作杆控制下,系统在飞行模拟过程中实时跟随性较好,达到理想的飞行仿真效果,从而为以后进一步研究直升机综合操纵特性和飞行品质作了一个预先性仿真研究.