角色参与的虚拟场景构造及测试研究

随着数字3D软硬件技术逐渐成熟,使有角色参与的数字化虚拟场景构造和测试评价成为可能.传统的设计研究工作中,数字虚拟角色无法与场景对象互动,而且虚拟场景也无法动态?换选项.但互动和动态设计选项?换是虚拟现实仿真十分重要的功能.针对该问题,本文首先给出了基于虚拟现实建模语言进行角色参与的虚拟场景构造方法,接着讨论了角色参与的虚拟仿真设计测试评价方法.该研究内容可有效辅助、支持有角色参与的虚拟场景实时互动的实现及针对稳定性、安全性和适人性等特性的测试评价工作.     

基于单亲遗传算法的RoboCup动态角色分配

RoboCup的机器人动态角色分配问题是一个典型的组合优化问题。解决这一问题的传统方法是贪心法,但贪心法易陷入局部最优解。提出用针对组合优化问题而构造的序号编码单亲遗传算法解决RoboCup的机器人动态角色分配问题。单亲遗传算法借鉴了传统遗传算法“优胜劣汰”的自然选择机制,但只通过单个体繁殖后代,在解决组合优化问题和复杂工程优化问题方面具有明显的优越性。试验结果显示这种方法的在解决RoboCup机器人动态角色分配问题时的有效性。     

分布式虚拟环境中的一种场景动态划分算法—基于竞争的演化算法

With the development of networking technologies and computer graphics, distributed virtual environment (DVE) has become an important research area in computer science. In a DVE system, clients at different places can simultaneously explore a virtual world and interact with each other. How to build an efficient DVE system that can support large number of concurrent users is a challenge. In the paper, we discuss the way of partitioning the DVE world to balance the workload among different servers as well as minimize the inter-server communication. We present the existent mathematics mode and algorithms at first, and then give our algorithm, partitioning algorithm based on competition. Ex- periments are carried out to illustrate the effectiveness of our proposed algorithm.     

基于场景语义的3D交互体系结构

借鉴真实世界的认知心理学原理,将虚拟场景的可视表达和语义信息结合起来共同服务于用户的交互过程,多种3D交互技术被融合在一个统一的交互框架内,使复杂虚拟环境中的3D用户界面更容易被用户理解和使用.通过增强场景图的语义处理能力,建立支持高层语义的3D用户界面体系结构,3D交互系统不仅在几何层上而且还能在语义层上支持交互任务的执行.最后介绍了一个应用实例.     

一种虚拟场景的动态建模与实时仿真方法

针对虚拟现实技术中虚拟场景的生成及仿真问题,将场景中的实体位置状态及其基元间的连接关系统一用关节描述;通过建立场景连接图来描述场景结构模型,并采用关节驱动基元的方式来进行场景的更新操作,从而提出一种面向连接的关节驱动型虚拟场景的动态建模与实时仿真方法.在此基础上,开发通用的虚拟场景可视化软件平台,并通过测试验证提出的方法可以有效提高场景的建模与仿真处理效率.     

基于双重约束的角色挖掘算法

针对基于角色的访问控制(role-based access control,RBAC)中的约束问题,提出一种基于双重约束的角色挖掘算法。将用户权限分配关系转化为二分图表示,在约束条件下,利用二分图中寻找最小完全二分图覆盖的方法,得到满足权限基数约束和用户基数约束的初始角色集,通过图优化的方法优化角色状态构建角色层次,得到最终的角色集。实验结果表明,利用该算法得到的角色集,能够有效实施约束策略,保证RBAC系统的安全。     

基于角色划分的动态社区挖掘算法研究

传统社区挖掘算法根据静态的网络拓扑结构进行分析,忽视了个体能动性对网络的影响。针对社会网络中的特殊节点进行研究,引入社区种子和联系者的概念,从个体主义和结构主义两个方面分析社会网络的形成与演化机制,提出了一种基于角色划分的动态社区挖掘算法。在人工网络和真实世界网络上进行了多次测试,并与G-N、快速G-N、Polish等算法进行了比较,结果表明,该算法明显优于G-N算法,且其挖掘到的社区都是强连通社区,具有较好的适应性和可扩展性。     

基于角色访问控制的动态建模

基于角色的访问控制（RBAC）技术随着网络的迅速发展而发展，在RBAC中，角色是重要概念，它根据用户在组织内所处的角色进行访问授权与控制，通过角色沟通主体与客体，已有的RBAC模型往往忽略了角色的动态特征，介绍了一种动态模型，提出角色登台（Role-PLAYing)以实现特定语境中激活角色的动态特征和用户的交互，该模型适合分布式交互式应用系统，并能提高系统的访问控制效率。     

域间动态角色转换中的静态互斥角色约束违反

安全互操作是实现跨管理域的资源共享与保护的关键技术. Kapadia等人的IRBAC2000模型提供了一种灵活的通过角色关联和动态角色转换实现安全互操作的方法..廖俊国等人指出该模型可能违反静态互斥角色约束,对问题的原因进行了分析,提出了约束违反检测算法和添加角色关联的先决条件.首先指出廖俊国等人关于约束违反原因的分析是片面的,其检测算法和先决条件也不能保证系统不会违反约束;然后指出在给定角色关联的前提下,外域的用户/角色分配是造成约束违反的根本原因;进而提出动态角色转换违反静态互斥角色约束的充要条件和约束违反检测算法;给出了添加角色关联和用户/角色分配的先决条件,保证了模型状态始终满足静态互斥角色约束.     

网络社区动态角色挖掘算法研究*

传统的社区挖掘以社区为单位,忽略了社区内部成员的性质和地位。为了提高社区挖掘的精度,为个性化推荐提供一个优化的基础平台,基于优先情节和增长定律,提出了一种新颖的动态角色挖掘算法。首先根据节点的度数分布逆向推导社会网络的形成演化机制,构造网络时间轴;然后根据时间轴逐步向网络中添加新节点,同时进行社区挖掘和角色划分。在人工网络和真实世界网络上进行了多次测试,并与G-N算法进行了比较,取得了较好的结果。实验证明,应用动态角色挖掘算法得到的社区都是强连通社区,具有较高的准确性和实用价值。     

基于OSG的三维仿真平台的设计与实现

为了使仿真设计用户高效、快速地制作各类仿真应用系统,采用OSG(Open Scene Graph)技术,开发了一个实用方便的三维仿真设计平台(简称3DVR).该平台在OSG基础上加以扩展,采用底层模块隐藏封装、模块整合等技术,构成一个使用更加方便的高级API函数库,在必要时可以使用底层函数进行二次开发.文中具体介绍了该平台各模块功能和特点、体系结构、相应关键技术以及应用实例,提供了一种可供进一步研发复杂仿真系统与应用的标准中间件的的方法,封装了各种通用的复杂仿真算?使编程工作变得简洁明快.     

基于OSG的分形L-系统三维树木仿真

对现实中的树木结构进行研究,在L系统的基础上对字符集进行扩展,设计了更加丰富的树木L文法描述,提出了比较符合树木生长过程的几何幂衰减规律,并结合图形渲染引擎OSG (open scene graph)实现了三维树木的树干部分的绘制.通过给树木的树干部分添加纹理、绘制树叶并给树叶添加阴影,使得绘制的树木更加真实自然.将绘制的树木作为一个节点加载到虚拟场景中,增强了虚拟场景的真实感.     

基于力反馈的虚拟拆卸系统关键技术研究

在虚拟拆装系统的研制过程中,一般要求设计的系统具有尽可能好的“沉 浸感”,除了给用户良好的视觉感受外,应尽可能多的增加其它感官感受,例如触觉等。因 此,对于力/触觉反馈的研究就变得尤为重要。该文在对PHANTOM Omni 力反馈装置工作 原理分析的基础上,运用VC++与OSG 相结合,实现了虚拟物体的拾取和交互式移动,针 对典型机械装备,开发了基于力反馈的交互式虚拟拆卸系统。使维修人员对机械产品和维修 场景产生最直接的感受与真实的操作体验,提高维修人员的维修质量和效率,降低训练成本。     

Dynamic Coverage with Wireless Sensor and Actor Networks in Underwater Environment

This paper studies the problem of dynamic coverage with wireless sensor and actor networks (WSANs) in underwater environment. Different from most existing works, the WSANs consist of two kinds of nodes, i.e., sensor nodes (SNs) which cannot move autonomously and actor nodes (ANs) which can move autonomously according to the performance requirement. The problem of how to coordinate two kinds of nodes to facilitate dynamic coverage in underwater environment is challenging due to their heterogeneous capabilities. To reduce redundancy of communication links and improve connectivity between ANs and SNs in underwater WSANs, a min-weighted rigid graph based topology optimization scheme is first developed, such that the underwater communication energy consumption can be saved. With the optimized topology, a dynamic coverage strategy is proposed to improve the coverage among SNs and ANs for underwater WSAN where underwater fluid motions are considered. Furthermore, it is proved that the network coverage area is connected by using the min-weighted rigid graph. Finally, simulation results are presented to show the effectiveness of the main results.      

面向OpenCL架构的Harris角点检测算法

Harris角点检测算法是计算机视觉领域中使用非常广泛的点特征提取算法,它计算简单,稳定性强,但运算速度慢。当前已有算法优化研究一般只针对单一硬件平台,它们很难实现在不同平台上的高效运行。为此提出一种基于开放式计算语言(OpenCL)设计思想的Harris角点检测并行算法,其采用图形处理器(GPU)中共享存储器、常量存储器和锁页内存机制在OpenCL框架下完成影像角点检测的全过程。实验结果表明,基于OpenCL的Harris角点检测并行算法相比CPU上的串行算法可获得的加速比高达77倍,执行效率明显提高,对于大规模数据处理表现出良好的实时处理能力。     

无线传感反应网络综述

从传感器网络衍生出来的传感反应网络是一种全新的信息获取和处理技术.本文先简要介绍了传感反应网络体系结构和特点,再结合已有研究,在设计和开发传感反应网络协议方面,讨论传感节点-反应节点和反应节点-反应节点协调中存在的问题,并探讨反应节点给通信协议带来的问题与挑战.     

ViWoSG: A distributed scene graph of ultramassive distributed virtual environments

An ultra-massive distributed virtual environment generally consists of ultra-massive terrain data and a large quantity of objects and their attribute data, such as 2D/3D geometric models, audio/video, images, vectors, characteristics, etc. In this paper, we propose a novel method for constructing distributed scene graphs with high extensibility. Thismethod can support high concurrent interaction of clients and implement various tasks such as editing, querying, accessing and motion controlling. Some application experiments are performed to demonstrate its efficiency and soundness. Supported by the National Basic Research Program of China (Grant No. 2004CB719403), the National High-Tech Research & Development Program of China (Grant Nos. 2006AA01Z334, 2007AA01Z318, 2009AA01Z324), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 60573151, 60703062, 60833007), and the Marine 908-03-01-10 Project     

SANs中一种基于有限跳数的单反应节点的选择算法

无线传感器反应网络是一种从无线传感器网络衍生出来的新型网络模型。本文首先对无线传感器反应网络中单个反应节点的选择模式进行了介绍,接着提出一种基于有限跳数和能量约束条件的单个反应节点选择算法,最后给出了该算法的性能对比结果。     

基于熵权的传感反应网络任务分派算法

针对无线传感反应网络中事件频发区域内执行器节点能耗过大问题,提出一种基于嫡权的任务分派算法。利用拍卖机制,建立基于嫡权的执行代价评估模型,并根据网络的实际情况,将任务元分派建模成平衡或者非平衡整数规划问题,使任务并发执行。仿真实验表明,网络实时性和能耗均衡性都得到了改善。     

基于DFS的多Agent动态任务分配算法

针对任务分配算法应用于不确定动态环境时存在的不足,研究具有动态模糊特性的任务环境,借助动态模糊集理论,给出相关的多Agent动态任务分配算法并进行实例测试。测试结果表明,该算法模型可以合理地模拟MAS系统中任务分配的运行过程,并获得最优的任务分配策略与良好的任务实现效果。