基于OpenGL的视景仿真系统中纹理的应用

系统地介绍了OpenGL中纹理映射技术的概念、特点及工作流程,并结合实际视景仿真系统开发中的具体应用,深入剖析了纹理映射技术的应用方法和技术特点。采用OpenGL中的融合技术,大大地减少了编程工作量,提高了仿真图形的逼真度。     

基于OpenGL的视景仿真系统中纹理的应用

系统地介绍了OpenGL中纹理映射技术的概念、特点及工作流程,并结合实际视景仿真系统开发中的具体应用,深入剖析了纹理映射技术的应用方法和技术特点。采用OpenGL中的融合技术,大大地减少了编程工作量,提高了仿真图形的逼真度。     

基于改进模糊控制的飞行模拟器洗出算法研究

针对经典洗出算法参数固定,参数的选取基本上依靠经验和飞行员现场操作时的感知调试的问题,为了提高飞行模拟器动感模拟的逼真度,将模糊控制应用到了算法的设计中,对经典洗出算法的实时参数优化方法进行了研究。提出了一种改进的模糊控制洗出算法,基于人体感知机理使用改进的模糊控制对经典洗出算法洗出滤波器的参数进行了优化,使操作飞行模拟器过程中在模拟器上的运动感觉与真实飞行时的运动感觉误差最小,并在参数清晰化过程中使用改进遗传算法提高了运动平台的空间利用率。在Matlab上对优化后的洗出算法进行了仿真试验。研究结果表明:优化后的洗出算能够有效地提高飞行模拟器的模拟逼真度、加快平台回位速度而且能充分地利用了平台空间,达到了预期的效果。     

基于Creator的塔式起重机建模技术研究

为提高塔式起重机模拟驾驶系统的逼真度,满足视景仿真系统的要求,利用虚拟现实建模软件Multi Gen Creator,结合塔式起重机自身的结构特点,研究了三维实体建模技术和技巧,建立了塔机三维实体模型,通过模型优化有效地减少了多边形的数量。仿真结果表明这一建模技术有效地减少场景驱动过程中系统资源的开支,增加了系统的实时性,并在仿真系统中取得了良好的仿真效果。     

飞行模拟器经典洗出算法参数优化

飞行模拟器作为飞行员的模拟训练设备对模拟逼真度的要求非常高。为了提高飞行模拟器的动感模拟逼真度,对经典洗出算法进行了研究。针对经典洗出算法参数固定,参数的选取基本上依靠经验调试的缺陷,采用改进的遗传算法对经典洗出算法的参数进行优化,并进行了仿真验证。结果显示,优化后的洗出算法不仅模拟逼真度高,加快了平台回位速度,而且有效地利用了平台空间,达到了预期的效果。     

基于萤火虫算法的飞行模拟运动平台洗出算法优化

针对飞行模拟运动平台经典洗出算法参数选取受经验限制,制约了飞行模拟器动感逼真度提高的问题,提出一种应用萤火虫智能算法的参数优化方法。基于人体感觉误差模型,建立洗出加速度误差和角速度误差的目标函数,利用萤火虫算法对洗出算法参数进行寻优。通过MATLAB的Simulink对优化后的参数进行仿真验证,结果表明:经过参数优化后的洗出算法节约了运动空间,在动感逼真度和稳定性上都得到了提高。     

基于图像的汽车驾驶室虚拟设计方法研究

探讨了一种基于图像的汽车驾驶室虚拟设计方法,开发了集多种常用软件为一体的实时视景人机交互式仿真系统,该系统既满足机械领域实际应用中对模型精确性的要求,又满足虚拟仿真中对环境逼真度和渲染实时性的要求.运用该仿真系统对汽车驾驶区驾驶员座椅的位置参数进行设计并校核了驾驶员视野,使其符合人机工程学的要求,从而验证该方法可行与实用性.     

四旋翼飞行仿真器的PID神经元网络控制器设计

针对四旋翼飞行仿真器系统具有多输入、多输出及多变量等特点，设计了一套基于四旋翼飞行仿真器的PID神经元网络控制器。首先建立四旋翼飞行仿真器系统模型，然后以四旋翼飞行仿真器为控制平台，并以MATLAB/Simulink软件为实验平台，搭建PID控制器和PID神经元网络控制器模型，并分别使用两种控制方法进行实时飞行仿真实验。最后实验结果表明，相比PID控制，PID神经元网络控制方法对四旋翼飞行仿真器的调节时间更短、超调量更小，具有更优的控制性能。     

虚拟人动作编辑器关键技术研究

针对现有虚拟人运动生成技术的不足,采用关键帧技术,捅值算法,三维空间中模型的拾取算法,开发出虚拟人动作编辑器系统。该系统可实现虚拟人在虚拟环境中各种动作仿真,现已成功应用于某城市列车驾驶模拟仿真器的视景仿真系统。     

大倾角远距离航空成像的修正系统误差定位方法

针对目前对地目标定位算法在大倾角远距离航空成像应用时定位误差较大的问题,提出了一种修正系统误差定位方法。对大倾角远距离航空成像系统的系统误差进行分析与建模,给出了包含系统误差修正模型的对地目标定位算法,并针对残余误差的获取问题,进一步提出了一种依据地面控制点估计残留误差参数的方法。仿真结果表明,依据地面控制点估计残留误差参数,可将残留误差降为1/10。飞行试验数据验证,在进行大倾角远距离航空成像目标定位时,通过修正系统误差可将定位误差平均值从401 m缩小到97 m。修正系统误差定位方法可以有效提高在大倾角远距离航空成像应用时对地目标定位的准确度。     

小型航拍直升机造型设计

为了解决传统小型航拍直升机拍摄效果不稳定的问题,运用工业设计方法整合直升机结构布局,提出了三轴精确定向云台的方案,并将云台放置在机头部位。直升机外形设计不仅着重考虑飞行稳定性、负载能力、拆卸简洁性以及航空拍摄的功能和结构要求,还在符合空气动力学要求的前提下,借鉴仿生设计理念进行外形设计,兼顾视觉美观与特色并存,力求在静态及飞行状态下都能达到较好的视觉识别性。     

基于CarSim和Matlab的智能车辆视觉里程计仿真平台设计

基于特征的视觉里程计系统主要由特征检测与跟踪模块以及位姿计算模块两部分组成。为分析车载视觉里程计系统中引入车辆运动学约束的位姿计算算法性能,根据摄像机成像及视觉几何学原理,采用Matlab结合车辆动力学仿真软件CarSim建立车载视觉里程计仿真平台。该仿真平台由车辆运动仿真模块、成像仿真模块、数据显示与分析模块组成,仿真平台的测试对象为视觉里程计的位姿估计算法模块。该仿真平台充分考虑车载视觉定位系统的运动特性,为研究车辆运动学约束在视觉里程计系统中的应用提供新的思路和工具。对提出的一种全新的基于车辆运动学约束的位姿估计内层算法,在此仿真平台上进行性能验证。仿真结果表明,该算法在计算精度与效率上都能够满足实时车载视觉定位的要求。     

基于RT-LAB的飞行模拟器管理系统的研究

针对RT—LAB仿真平台的核心优势设计出一种基于该平台的通用工程飞行模拟器管理系统，并深入讨论了系统开发申的关键问题，将RT-LAB的可视化建模功能表对模型执行的管理控制功能集成到工程飞行模拟器上，实现了集可视化建模、程序译编、仿真实验于一身的工程模拟器系统；讨论了通用工程飞行模拟器数据信息的开放式管理等问题，保证了工程飞行模拟器的通用性。     

基于虚拟现实技术的交互式健身自行车的研究

交互式健身车系统是集虚拟现实技术、自动控制技术和图形学等各学科于一体的互动仿真系统。本系统由视景仿真系统、运动生成及力觉反馈系统、运动学／动力学仿真系统、网络传输系统组成,本文详细阐述了各个模块及其关键技术。     

Study of an adaptive fuzzy algorithm to control a rectangular-shaped unmanned surveillance flying car

In this paper, we propose the concept of the rectangular-shaped unmanned surveillance flying car (RSUSFC), whose design is based on vehicles driven on the road. This RSUSFC offers driving and flying performance as an initial concept of a ground and aerial car. This RSUSFC is built around the previous quad rotor configuration because the quad rotor platform has significant advantages such as construction and maintenance simplicity, hovering ability, and vertical take-off and landing. Traditional quad rotor vehicles are squareshaped and move in the direction of the vertex. However, the RSUSFC moves in the direction of the one side of a rectangle like a traditional car to enhance driving performance. The dynamic modeling of the RSUFC is verified by analysis and simulation. Use of an adaptive fuzzy controller, which is very effective in a complex and nonlinear system, is suggested to stabilize the RSUSFC and is validated by MATLAB simulation.     

航空光电成像平台的目标自主定位

为了提高航空光电成像系统对地面目标的定位精度,提出了平台目标自主定位的方法,并给出了实现的方法和途径,即将GPS系统和航空姿态测量系统直接固联在航空光电成像平台上,与光电成像平台系统结合直接实现目标定位。分析了影响目标定位精度的因素,分析结果表明,目标自主定位的方法可以消除传统方法中减振器带来的误差。一般情况下,平台自主定位比飞机系统定位的精度至少高25%。     

自由飞行机器人气浮式模拟器设计

为了搭建在轨组装的地面模拟实验系统,设计了一种基于冷气推进、能够自由漂浮的三自由度自由飞行机器人模拟器,并对模拟器的结构设计、气路系统、动力学建模和控制系统进行了研究。采用模块化设计对主体结构进行不同功能的分区,并结合工作原理对模拟器的承载能力进行了分析和实验验证。然后,采用部分解耦的方式对喷嘴进行了布置,进一步设计了整个气路系统,并对影响喷嘴推力的因素进行了理论分析和实验验证。最后,采用牛顿-欧拉法建立了模拟器的动力学方程,联合Simulink和Adams,搭建了控制仿真模型并进行了运动仿真。实验结果显示,模拟器能够承载800kg以上的重量,单方向上能够达到8N的力,整体运行时间能够达到30min。模拟器对参考输入有很好的跟踪效果,能够为超冗余模块化机械臂的地面实验提供可移动载体。     

六自由度汽车驾驶模拟器视景仿真系统研究

搭建了汽车驾驶模拟器运动平台,对其系统组成进行了详细介绍,采用先进的视景仿真软件——OpenGVSSDK和MultiGen Creator,并结合面向对象技术设计与开发了汽车驾驶模拟器大规模真实感视景系统,动画频率能达到60帧／s。;采用六自由度运动平台为驾驶学员提供了在坡路、颠簸路面等以及车辆加减速、转向、侧滑时的运动临场感。测试结果表明,所建立的汽车驾驶模拟器系统能够满足汽车驾驶培训的要求,且具有良好的真实沉浸感。     

开发型汽车行驶模拟器视景模拟系统的开发

结合我国首台开发型汽车行驶模拟器的开发，研制了视景模拟系统，开发了实时的视景模拟控制软件和场景库。介绍了研制视景模拟系统的支撑硬件和软件，总结了控制软件和各种场景的开发原理。实际使用表明，视景模拟系统具有可靠性和实用性。