ROAM算法及其在地形实时渲染中的应用

三维地形实时渲染由于数据量大,一般显示时不易全部显示所有模型,而是根据视距和地形情况,动态的改变地形显示的层次细节.本文研究基于层次细节LOD的ROAM算法及算法的加块改进来实现对地形的实时渲染.     

基于LOD的三维作战地形实时渲染技术的研究

与视点相关的三维作战地形实时渲染技术一直是作战仿真领域的热点问题之一。三维作战地形渲染的主要问题是如何缩减三角形的数目问题。该文采用了一种基于四叉树的LOD算法,根据与视点以及和地形本身起伏程度相关的技术来决定地形应有的细节程度,然后递归的分割四叉树的每一个节点,直到到达需要的细节程度,从而较好地解决了实时渲染过程中的三角形数目问题。通过仿真试验,在保证渲染速度的前提条什下,该方法有效地实现了作战仿真系统中实时地形的漫游和不同视场的条件下的地形细节显示。并且具有较高的视觉真实程度。     

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。     

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.     

基于曲线拟合函数和GPU的地形无缝渲染

针对大规模地形实时渲染时不同层次细节过渡产生的画面不连续性问题,以及计算机实时调度大量数据而造成帧速较低的问题,提出了一种基于曲线拟合函数和GPU加速的地形实时绘制方法。根据采样数据点采用最小二乘法构造曲线拟合函数,通过曲线函数控制不同层次网格顶点的布局,从而消除因层次细节变化产生的裂缝。同时根据分辨率不同构建金字塔模型,针对不同层次细节区域数据进行有损或无损压缩,依据视点运动预测实时解压相应数据。实验表明,该方法在地形实时渲染阶段,在保证了较高帧速率的同时,利用视点运动预测保证了帧速率变化小,有效的消除了裂缝,增强了画面效果。     

视相关地形多分辨率模型在飞行仿真中的应用

对于飞行仿真中海量地形数据,现有的软硬件无法直接对其进行实时连续的绘制,采用视点相关的层次细节模型可以有效地提高实时绘制的性能.该文针对飞行仿真中大地形实时显示问题,对现有的视点相关多分辨率模型算法进行了改进,采用四叉树结构来表示地形,给出了节点的数据结构和构建四叉树的算法;提出了一种新的细节层次选择误差度量标准;实现了视点相关的连续多分辨率地形网格的简化和实时绘制.     

潜艇在随机海浪中摇荡运动的仿真研究

该文采用PM随机海浪频谱来实时仿真长峰波随机海浪对潜艇的随机扰动,对潜艇在海浪中的横摇和纵摇运动进行了时域仿真,潜艇在海浪中的升沉运动则采用Hirom波浪力近似计算公式进行仿真计算。所采用的仿真方法已应用于六自由度潜艇操纵训练模拟器上,结果表明该方法能比较逼真地模拟各种海情下潜艇在海浪中的运动情况,仿真实时性好,仿真精度较高。     

一种新型通用潜艇操纵模拟器

本文介绍我们最新研制的“SQ—1型通用潜艇操纵训练模拟器”。该模拟器除具备模拟潜艇进行操纵训练的基本功能外,另配有数据库管理环节、动画显示环节。能对潜艇的各类参数进行更改,以适应对不同潜艇艇型的模拟;能对操纵训练中的众多数据参数进行存盘、打印;能提供多种与潜艇运动有关的动画画面,非常直观形象地再现潜艇水下运动的各种情况。该模拟器是一集计算机仿真、数据库管理、计算机图形于一体的综合仿真系统。     

实时地形绘制算法综述

实时地形绘制在游戏、飞行训练、军事演习模拟、地理信息系统(GIS)等领域中有着广泛应用。实时地形绘制算法一般采用视点相关的连续细节层次简化技术等方法来减少实际所需要绘制的地形数据量。该文介绍了实时地形绘制中的几种代表性算法并讨论了当前的最新研究进展，分析了目前尚存在的问题和研究前景。     

新型潜艇运动仿真器的设计与实现

应用现代仿真技术，图形技术和计算机控制技术，研制的三自由度可载入运动仿真器，是集实时仿真环境，实时及欠实时图形显示功能，并采用计算机实时控制实现的新型潜艇和船用仿真器，用该仿真器实时仿真潜艇的运动，不仅可以研究驾驶人员的操纵对艇运动性能的影响；而且，在仿真如何操艇，才能在最短时间内，具备水下发射导弹的条件，潜艇水下发射导弹时，弹艇之间的相互影响等等过程中，都将发挥重要作用。     

基于HMM的地形高度匹配算法

Terrain-aided navigation (TAN) uses terrain height variations under an aircraft to render the position estimate to bound the inertial navigation system (INS) error. This paper proposes a new terrain elevation matching(TEM) model, viz. Hidden-Markov-model(HMM) based TEM (HMMTEM) model. With the given model, an HMMTEM algorithm using Viterbi algorithm is designed and implemented to estimate the position error in INS. The simulation results show that HMMTEM algorithm can better improve the positioning precision of autonomous navigation than SITAN algorithm.     

基于人工神经网络的地形线性化方法

地形线性化方法对地形辅助导航系统性能有重要的影响。本文采用人工神经网络这一新技术来分块记忆地形数据，给出数字地图上任意位置的线性化参数，并用于系统状态的扩展卡尔曼滤波，与其他传统地形线性化方法相比，用人工神经网络来处理地形函数，系统滤波性能得到改善，提高了导航精主工，并可减少地图的存贮量，适用并行处理。     

一种改进的地形熵匹配导航算法

提出了一种改进的地形熵辅助导航算法.因为地形熵算法丢掉了地形的相对位置信息及对地形数据做了归一化处理,使得其在地形跟随/地形回避中的应用存在着匹配误差容易发散的问题.基于此点,提出了基于卡尔曼滤波的惯性地形辅助导航方法,交互信息量等方法的地形熵算法,以改进该算法在地形跟随/地形回避中应用的性能.最后用matlab软件根据分形学中Weierstrass-Mandelbrot函数产生了模拟的数字地图,并对该地形匹配导航方法作了仿真研究,仿真结果表明该方法可以抑制误差的发散,并提高了地形匹配的定位精度.     

基于Hausdorff距离的海底地形匹配算法仿真研究

地形匹配算法是海底地形辅助导航系统的关键技术之一。根据海底地形的特殊特性，传统地形匹配算法直接应用于STAN时，易出现定位精度大幅降低和算法不稳定性问题。该文提出一种基于地形轮廓匹配原理的新算法，该算法利用改进的Hausdorff距离作为水深实时测量曲线与海底地形图水深曲线之间的度量函数。改进的Hausdorff距离对匹配对象存在的小误差不敏感，在一定程度上还可反映空间两条曲线的方位关系，该算法定位精度高、稳定性好。利用某海域地形图进行的仿真实验表明：该算法是可行的，定位精度比现有算法提高一倍左右。     

基于ROAM的实时动态地形可视化研究

为了获得逼真的三维漫游效果,在对ROAM算法进行研究和实验的基础上,实现基于二叉树的地形模型连续多分辨率渲染;在地形数据管理上,设计一种分块策略;综合考虑地形粗糙度和视距,提出一种合理的节点评价准则;为有效地消除地形块间的裂缝,设计一种基于邻接关系的强制剖分方法。实验结果表明,该算法在保证真实感的前提下能获得较好的帧绘制速率,实现三维地形的实时漫游。     

基于多层B样条的海底地形生成方法

海底地形是海洋环境的主要组成部分,也是航海技术领域的发展新方向。通过对当前海底地形数据来源的分析,该文提出了一种利用电子海图水深数据模拟三维海底地形的方法。该方法以处理大规模散乱数据的多层B-spline插值算法作为基础．利用较少的水深数据生成规则格网的数学模型,进而构建真实的海底地形环境。最后进行了仿真工作,仿真结果证明该算法是可行的。本文提出的思路对海底地形的模拟具有重要的参考价值。     

面向船舶航行训练的大范围地形建模

大规模地形场景的实时绘制在虚拟现实、地理信息系统、战场仿真等领域 有着广泛的应用。为满足船舶模拟训练系统中视景仿真的需求,对大规模地形场景的建模与 实时绘制技术进行了研究。首先对比了几类常用数据插值方法,采用数据融合的方式对DEM 数据进行了插值。通过结合模拟训练的实际,提出了一种基于可见性判断的地形剔除方法, 通过放射状搜索,判断当前点是否遮挡,进而对被遮挡点进行剔除处理,可以有效减少地形 建模中无关面片,提高绘制速率。利用Google Earth 获取地形纹理,使用Terri Vista 构建三维 地形,实现了地形的三维建模。试验表明提出的方法可实现大规模地形场景的高效逼真绘制。     

机载前下视激光雷达成像仿真

针对在成像噪声和载机运动影响下 ,前下视激光雷达对地面目标成像的仿真问题 ,分析并建立了成像过程的噪声模型 ;通过运用马尔科夫随机过程模型和独立同分布随机变量的叠加原理模拟载机运动状态和惯导姿态测量数据 ,对激光成像与地形高程进行映射变换 ;全面地给出了利用数字地图和导航系统测控精度生成测试用途激光像的仿真方案。实验显示 ,应用仿真系统提供的成像数据和映射变换关系 ,能对惯性 /激光雷达地形辅助导航系统进行有效的定位性能测试。成像仿真为惯性 /激光雷达系统的研究提供了必要的方案预研和仿真测试手段。     

几种地形辅助导航方法的比较

地形辅助导航系统将飞行航迹下的地形高度信息与机载数字高程地图比较后得到导航定位结果，并以此对惯性导航主系统进行必要的修正。针对基于扩展Kalman滤波，基于关联算子和基于点群滤波的3种地形辅助导航方法，介绍其基本原理后。采用真实地形数据进行仿真，比较不同飞行情况下这些方法的性能。     

An intelligent terrain-based navigation system for planetary rovers

A fuzzy logic framework for onboard terrain analysis and guidance towards traversable regions. An onboard terrain-based navigation system for mobile robots operating on natural terrain is presented. This system utilizes a fuzzy-logic framework for onboard analysis of the terrain and develops a set of fuzzy navigation rules that guide the rover toward the safest and the most traversable regions. The overall navigation strategy deals with uncertain knowledge about the environment and uses the onboard terrain analysis to enable the rover to select easy-to-traverse paths to the goal autonomously. The navigation system is tested and validated with a set of physical rover experiments and demonstrates the autonomous capability of the system