基于Vega Prime大地形管理地景仿真研究

仿真训练已经成为现代战争中作战人员训练的必然趋势。通过对战场级大规模地景仿真技术的研究，以Vega Prime仿真开发平台为主、多种工具和方法进行辅助的开发方式，解决了仿真开发中出现的如高程数据资源的获取、海量地形模型数据的处理等关键技术问题，探索出了一套符合基层部队训练条件现状的开发方法。     

基于Creator大地景建模的研究与实现

以飞行模拟仿真为应用背景,研究基于Creator软件平台的大地景建模关键技术。通过纹理制作技术和纹理映射技术解决了纹理接缝问题和纹理显示问题,通过模型数据库优化策略解决了仿真运行的实时性和场景图像的逼真性间的矛盾问题。利用这些关键技术,实现了大地景建模和实时飞行仿真。     

飞行仿真系统中气候现象的仿真

为了提高视景仿真系统中虚拟气候现象的逼真度,实现全天候飞行仿真训练,提出了一种基于粒子系统理论实时仿真复杂气候现象的算法。算法以基本粒子元对气候现象进行仿真,并根据粒子运动方程,描述了粒子在受到重力、风力、气压、温度等因素影响下的运动效果。在上述问题基础上,通过驱动MS Flight Simulator可视化引擎,实现了飞行仿真中,飞行姿态、天气条件和地理环境的三维实时可视化显示。仿真试验表明,基于粒子系统的气候现象仿真对于提高MS Flight Simulator仿真系统的真实感和直观性具有一定的实用价值。     

基于虚拟现实仿真飞行模拟训练研究

现行众多仿真设备费用昂贵,且体积庞大。为降低成本,在沉浸性虚拟仿真座舱中进行飞行训练,受训者可通过HMD和数据手套与系统交互进行模拟训练,确保首次实机飞行前积累丰富驾驶经验。针对美军现行的基于虚拟现实训练系统中的座舱仿真技术进行研究并讨论,并给出其主要特点。     

飞行模拟器虚拟仪表设计

阐述某型飞机飞行模拟器仪表仿真系统的设计方案,给出在Visual C++6.0下基于OpenGL的虚拟仪表的绘制方法。实践证明,基于OpenGL的虚拟仪表建模形象逼真,代码的可重用性好、效率高、扩展性强,在通用性和模块化方面具有良好的特性。     

飞行模拟器虚拟仪表设计

阐述某型飞机飞行模拟器仪表仿真系统的设计方案．给出在VisualC＋＋6．0下基于OpenGL的虚拟仪表的绘制方法。实践证明,基于OpenGL的虚拟仪表建模形象逼真,代码的可重用性好、效率高、扩展性强,在通用性和模块化方面具有良好的特性。     

控制四点法“形状参数”实现地景仿真

将满足插值和离散性质的“四点法”运用于地景仿真,调整其“形状参数”可产生所期望的地形形状。为了产生丰富的地貌特征,一方面,用几何纹理生成法;另一方面,在定义场景的ＧＬ光照中,通过更新材料、光源和光照模型属性,真实感显示地表细节。实验表明,该方法能简单、快速模拟一些受环境、树木、土壤、气候等影响的地景,为自然景观仿真提供了一种有效手段。     

民用飞机飞行仿真系统研究

飞行仿真系统为民机设计动态验证提供重要的支持,以正在研制的面向21世纪的先进的喷气式新支线飞机为背景,从民用飞机飞行仿真系统的构型、仿真模型的功能、仿真模块之间的通信、仿真模型的建立、仿真系统的实现等角度进行了剖析,研究成果已经在ARJ21飞机研制中得到成功的应用.     

基于QNX的飞行仿真系统应用与测试

为了满足某型飞机飞控系统的地面综合试验要求,设计了基于QNX系统飞行仿真硬件平台、软件平台以及相应的开发流程.系统测试结果表明,实时更新数据的时间在2 ms内,满足了系统实时性的要求.该仿真系统成功地应用于驾驶员在环模拟试验中,大大加快了飞机的研发过程.     

基于真实地景的三维飞行再现系统的设计与实现

介绍了创建一个基于真实地景的三维飞行再现系统的方法和过程。阐述了大面积三维地形的生成和管理技术，包括地理数据格式的转化方法、地形数据的分割和LOD技术，并引入了事件驱动机制。利用上述技术和方法实现了一个三维飞行再现系统，实验结果表明，该系统具有场景逼真、漫游流畅、显示信息丰富等特点。     

虚拟海洋场景中波浪的模拟

采用水波动力学理论,对随机海洋面在理想情况下海洋波面以及舰船在海洋中航行时所产生的浪花进行了分析,并建立了相应模型,根据计算机图形学的相关技术和波谱函数方程,生成了随机的海浪,运用粒子系统技术绘制了舰船航行中的浪花（艏浪,艉浪等）,为海战场视景图生成创建了一个较为副真的海洋虚拟场景。     

虚拟手术中血流特效场景仿真的研究

血流特效场景可以增强虚拟手术的真实感。虚拟手术中的血流特效场景包括了有交互的血液模拟及血管壁模拟。首先基于光滑粒子流体动力学,使用Physx物理引擎模拟血液流动的物理形态,并利用Screen Space Flow算法对血流表面进行实时渲染。然后基于质点-弹簧模型,提出使用Physx物理引擎模拟可交互、有弹性形变及可切割的血管壁。最后实现两个实验场景:场景一实现肺动脉内大规模血液流动的特效;场景二实现在用户交互下的血管壁形变和切割,并通过触发事件实现血管壁破裂流血的特效。实验结果表明,该血流及血管壁模拟方法在40 000个粒子下仍能保证实时绘制,满足虚拟手术的需求。     

基于OpenGL的多雷达虚拟安装系统的设计

针对高炉炼铁生产现场所面临的问题,利用三维可视化技术,建立了一个基于OpenGL的雷达虚拟安装及成像系统.系统依据数据采集卡采集的现场数据,在虚拟系统中直观地显示雷达波束在高炉内部传播的途径,可以模拟调整多个雷达在高炉炉顶的安装位置和角度,并显示出料面高程,生成料面形状趋势图.该虚拟安装系统可以真实地再现工业现场的场景,为使用雷达技术进行高炉料位、液位测量提供了很好的参考手段.     

直升机飞控系统三维动画仿真平台设计与实现

为了更好地分析和设计直升机飞行控制系统,开发了直升机飞行控制三维动画仿真平台.平台适用于各种直升机飞行控制系统设计与仿真,可以载入和显示各种控制器、直升机模型,并用数字、曲线和三维动画显示仿真结果.仿真平台利用Visual C++ 6.0编程,MFC开发软件主界面,Matlab引擎提供后台计算服务,Creator建立直升机模型和飞行环境,Vega实现实时动画显示,实现了软件间接口平滑、无缝的互连.以UH-60A黑鹰直升机全包线飞行控制系统的设计仿真为例,采用H∞回路成形和定量反馈理论(QFT)相结合的内外回路设计方法,验证了控制方法的有效性和此仿真平台的先进性.     

虚拟手术训练系统的血流模拟

虚拟手术训练系统的血流模拟是系统中模型模拟的重要部分。实时准确的血流流动效果,可以明显地增强虚拟手术训练系统的真实感。首先基于流体力学的Navier-Stokes方程的数值化解法,模拟血流流动的效果;然后在VTK框架中进行渲染,将血流模块集成到一个已有的、初步成熟的系统中;最后通过实验,表明血流模块的加入使系统的真实感得到较好的展现。     

基于RTX的飞控快速控制原型仿真系统设计

介绍某型导弹飞控系统快速控制原型的半实物仿真系统,该系统可使飞控的软件设计和硬件设计能同步进行。首先介绍了飞控快速控制原型的原理,在此基础上详述其半实物仿真系统的硬件组成及仿真的基本原理。为了满足仿真系统高实时性需求,仿真系统使用Windows实时扩展子系统RTX进行软件设计,并详细论述了RTX下的实时仿真软件设计。经实际运行测试表明,该仿真系统工作稳定可靠,满足飞控快速控制原型仿真的高实时性要求。     

实时飞行仿真显示系统设计

目前飞行器设计中的数据分析,依赖多台飞行器仪器共同完成,操作不灵活;设备的研制、生产、维修、扩展也很不方便。采用虚拟仪器技术设计实时飞行仿真显示系统,该系统采用分布交互式网络结构。讨论了OpenGL和C++Builder混合编程,采用数学仿真,仿真环境及设备。重点阐述了其中的一些关键性的技术,并将其运用于实时飞行仿真显示系统的数据计算中,提高了飞行数据研究的便利性和测试方法。应用结果表明该系统运行可靠,具有一定的适用性,提高了数据分析、测试的效率。     

虚拟座舱显控系统的分步式仿真

采用分布式交互仿真的思想,介绍了一种应用于虚拟座舱的显控系统的设计方法。该方法采用触摸屏、液晶显示器、虚拟座舱面板组件、仿真计算机等仿真设备替代显控分系统的外场可更换单元,通过局域网将多台仿真仿真终端连接起来替代显控处理计算机。实践证明,该显控系统的设计具有良好的可靠性与实时性,容易扩展、使用灵活,适用于各种虚拟座舱显控系统的仿真。     

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.     

基于场景建模的虚拟漫游系统

介绍了基于场景建模的虚拟漫游系统,分析了通用漫游引擎开发中的相关技术,最后以实际应用为例说明该漫游引擎在场景漫游设计中的优越性以及需要注意的问题.