卫星在轨运行视景仿真

针对卫星在轨运行系统演示的需要,将建模与仿真技术引入视景演示系统联邦成员,提出了基于HLA的卫星在轨运行视景演示系统,开发相应的联邦成员。利用卫星在轨运行仿真系统的总体方案,设计了视景演示系统的总体结构;引入了先进视景仿真软件Creator和Vega Prime对卫星在轨运行仿真系统中视景仿真联邦成员进行可视化仿真和建模实现,建立了卫星和星空恒星模型,可以用OpenGL的星空背景加速实现;最后结合HLA、OpenGL和Vega Prime建立仿真框图。仿真结果证明,设计的仿真系统满足系统真实的实时性、准确性要求,具有良好的沉浸感和较高的可信性。     

基于OpenGL的小卫星在轨运行仿真系统研究

传统的航天工业仿真技术主要用于分析计算航天器的飞行轨道与姿态运动,这种仿真方式通常不支持三维可视化仿真功能;文章结合卫星轨道、姿态动力学和计算机图形学,设计基于三维实时动态显示技术的小卫星在轨运行仿真系统,对卫星轨道、姿态进行可视化仿真,实时动画演示星内敏感器的工作状态,提供图形曲线和文本形式的分析数据,并能与卫星地面站进行数据通讯,实现小卫星的在轨监测功能;仿真结果表明,仿真系统能正确实时接收地面站的数据,支持二维、三维动画输出,可以成功完成小卫星系统的仿真与监测功能.     

空间动态场景的建模与仿真

空间环境可视化仿真体系对于管理、分析、展现空间物体工作方式至关重要.结合计算机图形学,天文学,数学,运动学等知识,建立了一个以地球为中心的空间环境仿真平台,在此基础上开发出卫星在轨运行实时仿真系统.对仿真系统的设计及实现进行了详细地描述,并论述了系统的主要功能和框架、场景的几何建模和动态建模、卫星覆盖范围建模、通讯特殊...     

空间绳系机器人在轨捕获视景仿真系统设计

针对空间绳系机器人在轨捕获可视化的问题,把绳系机器人的控制系统引入仿真环境,基于Vega平台开发了路径规划运动方式和实时接收数据运动方式相结合的空间绳系机器人在轨捕获仿真系统;利用Pro/Engineer和Creator建立了场景模型,实现了绳系在空间展开和视觉伺服效果的模拟,并对捕获过程进行了实时仿真;仿真结果表明,该系统能够直观显示控制系统的控制效果,能够成功演示空间绳系机器人对目标卫星的捕获,满足实时性要求。     

基于三维仿真的输（调）水系统实时调控实现平台研究

以南水北调中线工程为例,研制基于三维仿真的输(调)水系统的实时调控实现平台。研究虚拟仿真平台的构建、海量数据的分页调度、碰撞检测、闸门建模等技术,实现场景三维可视化与漫游、二维导航图与三维场景的实时联动、基于三维场景的集成查询与显示、基于水量调度模型的调水方案的分层显示、基于水动力学模型的三维水面动态模拟和流场动态可视化、基于实时调控的闸门可视化动态仿真等功能。该平台可为南水北调中线工程运行管理决策支持系统建设提供技术支撑,并为相似工程提供借鉴。     

基于VR的航天发射视景仿真系统设计与实现

针对如何构建一个虚拟的航天发射训练平台的现实问题,设计出一种基于虚拟现实技术(Virtual Reality,VR)的航天发射视景仿真系统;介绍了该视景仿真系统的逻辑结构和网络结构,采用三角形面片法构建发射场的地形地貌,并通过纹理映射使地形地貌更加逼真;利用图像和3D图形混合建模的方法构建发射场的设施;运用粒子系统原理,设计出发射火箭的火焰模型。通过Vega仿真软件进行系统集成和渲染,使整个仿真系统得到实现;实践证明,该仿真系统能够实时仿真卫星发射的全过程,为实时指挥、判读提供辅助决策支持平台,具有极大的应用价值。     

分布式卫星在轨仿真系统研究

为了给操作者提供全面且直观的卫星在轨信息,采用分布式体系结构构建基于虚拟实现的卫星在轨仿真系统。系统采用可扩展的接口,由功能相对独立的模块组成。讨论系统仿真状态的管理策略,分析系统的仿真推进方式与时空一致性问题,给出系统仿真流程。该系统结构简洁,网络数据吞吐量小。     

长期在轨推进系统故障诊断实时仿真技术研究

为了解决长期在轨航天器易出现故障的推进系统故障常规地面检测费时费力且无法完全包络全部故障模式的问题,提出了长期在轨推进系统故障诊断实时仿真技术方案,建立了长期在轨推进系统故障诊断实时测试平台。通过建立推进系统实时仿真模型,实现对长期在轨推进系统的实时仿真;依托实时测试平台对推进系统故障诊断策略进行仿真优化、对在轨飞行器故障进行诊断、并对处置预案进行验证支持故障处置决策。长期在轨推进系统故障诊断实时测试平台有效缩短了器上故障诊断策略的优化迭代周期,同时节省了大量原本用来进行试车的经费。     

基于Labview的卫星电源地面监控系统研究

采用Labview平台、基于SQL Server设计并开发了一套能在卫星电源分系统的设计和开发阶段对其充电进行均衡控制并对相关性能进行测试的地面监控系统;介绍了卫星电源地面测控系统的组成和软件总体框架,详细阐述了软件主要功能,包括实时监测程序、在轨状态仿真控制程序、数据的保存、回放和维护程序等关键技术的实现方法;测试结果表明,该监控系统监测数据准确,采样精度优于0.1%,运行高效可靠。     

智能弹药的实时仿真可视化系统设计

针对仿真可视化系统开发时间长、开发费用高的问题,提出了一种利用Unity3D引擎进行实时仿真可视化系统开发的模块式设计方法;首先,对武器仿真可视化系统进行了分析,提出了智能弹药实时仿真可视化系统的五大模块;然后,通过在3ds Max下建立智能弹药模型和Unity3D下的二次开发,构建了智能弹药仿真可视化系统的仿真环境,以C为编程工具,设计了仿真驱动、串口数据通讯和仿真输出模块;最终,实现了智能弹药实时仿真可视化系统;实验证明,该系统可以有效地在监视器上实时显示出智能弹药的飞行姿态、飞行参数和飞行轨迹.     

基于Web的虚拟仿真模型系统界面的设计

以600MW机组及其DCS为对象的监控系统为仿真对象,在开放的Windows2000平台上,使用VC＋＋6．0作为软件开发工具,开发了具有高逼真度和可信度的基于Web的虚拟仿真建模系统,呈现给用户一个可视化的操作平台。主要介绍基于Web的虚拟仿真模型系统界面的设计开发技术。     

森林场景可视化和林火模拟仿真技术研究综述

森林是生态环境系统的重要组成部分。随着气候变暖,恶劣气候气象条件造成全球森林火灾频繁发生,给国民经济和消防救援带来巨大挑战,森林火灾已成为全球主要的自然灾害。因此,森林场景可视化建模、3维场景仿真、林火模拟仿真、火场复现、预测和灾害评估成为林业虚拟仿真研究热点。本文对树木形态结构建模技术、森林场景大规模重建和实时渲染、森林场景可视化、林火模型和林火模拟仿真等前沿技术和算法进行综述。对相关的林木、植被的形态结构表达和真实感可视化建模方法进行归纳分类,并对不同可视化方法的算法优劣、复杂度、实时渲染效率和适用场景进行讨论。基于规则的林木建模方法和基于林分特征的真实场景重建方法对大规模森林场景重建技术进行分类,基于物理模型、经验模型和半经验模型对森林火灾的林火模型、单木林火、多木林火模拟和蔓延进行总结,对影响林火蔓延的不同环境气象因子（如地形地貌、湿度、可燃物等）和森林分布对林火发生、扩散和蔓延的影响进行分析,对不同算法的优劣进行对比、分析和讨论,对森林场景可视化和林火模拟仿真技术未来的发展方向、存在问题和挑战进行展望。本文为基于森林真实场景的森林火灾模拟仿真和数字孪生沉浸式互动模拟系统的构建提供了理论方法基础,该平台可以实现森林场景快速构建、不同火源林火模拟、火场蔓延模拟仿真以及不同气象影响条件的火场预测,可对森林火场救援指挥、火场灾害评估和火场复原提供可视化决策支持。     

基于OpenGL的船舶电力系统三维可视化监控平台开发

船舶电力系统的监控对船舶的安全运行至关重要。为了更直观更真实的展示船舶电力系统的运行状态,设计开发了一种基于OpenGL的三维可视化监控平台。通过调用OpenGLAPI构造三维空间环境;根据船舶电力系统各种设备及其保护装置的物理特性建立三维模型,给定监控状态和仿真参数,实现了对设备模块的动态管理和对设备部件进行组态,构造了一个虚拟的船舶电力系统。通过采集设备状态数据,实现了对系统的组网监控和继电保护算法的实时仿真,配合各种颜色和动画展现出系统的状态,运行结果表明该系统具有直观、真实、交互感等特点,能够对设备的各种状态进行监控且具有保护功能。复杂的船舶电力系统结构和运行状态通过三维可视化的方式形象地表现出来,有助于操作人员更好地理解掌握系统运行过程,提高对船舶电力系统的操控能力。     

履带式机器人虚拟控制平台的研究与设计

针对目前多履带机器人运动规律的探索难以深入和运动效果的展示难以实现等问题,研究并设计了一种基于虚拟实现技术而建立的履带式机器人控制交互展示平台;结合该辅助平台的建立过程,探讨了履带式机器人的虚拟遥操作技术,以及其虚拟显示与实际控制的同步性问题,提出了履带式机器人构建接触模型的处理方法,给出了其虚拟端运动学仿真以及相关的数学模型,使得平台控制可以借助于虚拟的反馈为依据;所讨论的设计方法和技术途径可为构建和开发其他相似的仿真平台提供参考和借鉴。     

虚拟现实与卫星仿真技术

该文通过对虚拟现实技术理论和应用状况的分析,结合卫星技术的特殊性,提出如何将虚拟现实技术与卫星仿真技术相结合,在虚拟环境下对卫星的设计、制造、发射,直至在预定轨道上的运行等全过程进行可视化仿真的方法。     

流域水循环调控水动力水质仿真模拟技术

梯级水库群形成的复杂巨系统的复杂性给运行管理和调控决策带来了不确定性,保障水库群效益的发挥亟需先进的信息技术和水利专业模型来提供支撑。本文以虚拟现实技术、模型计算和在线监测为基础,以水流水质的可视化表达为核心,系统分析了虚拟现实技术与数值模拟结合方式,研究了梯级水库群调控虚拟环境建模方法、三维虚拟流域环境平台研发、模型和监测驱动的水动力水质虚拟仿真技术。初步以三峡工程为例,验证研发技术的可行性,为梯级水库群智能化管理和调度提供了新的思路。     

基于SPARC V8的星载嵌入式软件全数字仿真平台设计与实现

为了提高星载嵌入式软件的可靠性和安全性,解决硬件测试环境构建困难、成本昂贵以及运行状态难以监控的局限性,提出了一种基于SPARC V8的星载嵌入式软件全数字仿真平台设计和实现方法。介绍了全数字仿真平台实现的关键技术,包括CPU指令集仿真、寄存器仿真、存储器仿真、中断控制器仿真、串口仿真、定时器仿真、虚拟外设模型仿真以及设备管理器和平台时序设计。全数字仿真平台与基于硬件的测试平台相比具有可重用性强、可快速搭建、成本低廉、高可控性、调试和测试手段丰富、支持故障注入等优点。该全数字仿真平台已在星载嵌入式软件型号研制中得到了应用,基于此平台可快速搭建虚拟目标机和虚拟外设环境,进行星载嵌入式软件运行仿真、调试验证等工作。     

基于VRML-Java的虚拟装配系统开发

在讨论虚拟装配技术内涵的基础上,提出基于VRML-Java的虚拟装配系统体系结构,该系统实现了装配模型与显示模型的分离,以及系统的平台无关性。分析了虚拟装配环境的构建方法,论述了产品装/拆运动的表示及变换、虚拟装配过程控制策略、虚拟装配中的碰撞检测方法,以及Java与VRML的通信等系统实施的关键技术。开发了虚拟装配仿真软件,以球阀为例进行了验证。     

基于Forge云的艺用人体解剖绘画仿真系统

针对目前人物动画制作以及绘画过程中对人体结构认识不足的问题,以及虚拟现实技术在教育中的优势,提出了一个基于Forge云的艺用人体解剖绘画仿真系统方案.系统按照人体结构比例,采用块面加线的模式完成人物模型的构建及可视化过程,完全遵照动画运动规律,以骨骼动画结合三维动作捕捉的方式实现人体运动仿真.通过Forge云平台和Three.js完成人机交互.最后,将漫画模块和Forge云模块双向通信,完成漫画人物姿态仿真.通过测试证明,该系统的仿真度和易用性较高,为数字化学习和移动学习提供了环境,有助于学习者深入理解人体解剖结构,并正确掌握漫画人物的造型方法.