一、虚拟装备仿真训练系统中的一种行为建模方法(论文文献综述)
姜朔[1](2021)在《复杂煤层条件下综采工作面VR仿真系统及关键技术研究》文中指出煤矿智能化是建设智慧矿山的前提和基础,实现对综采工作面“三机”装备(采煤机、液压支架和刮板输送机)的准确监测是煤矿智能化中的重要环节,而构建虚拟综采工作面VR(Virtual Reality,虚拟现实)监测系统是核心技术之一。现有的监测系统大都基于理想水平面,脱离实际,难以搭建具有复杂煤层条件下的综采工作面,也难以实现装备和煤层的精确耦合,此外,煤层无法自动更新导致整个虚拟综采工作面的持续回采无法实现。因此,本文对复杂煤层条件下综采工作面VR仿真系统及关键技术进行研究,旨在建立一个更加真实的虚拟仿真系统,进而对装备和煤层进行相关分析,实现对采煤过程指导的目的。主要研究内容及结论如下:(1)在搭建综采工作面VR仿真系统阶段,研究了煤层的建模方法,确定了煤层的综合建模方式;利用刚体组件使装备具有了重力属性,利用碰撞体为装备和煤层增加了接触效果,根据装备之间的配合方法对模型进行了约束配合,基于虚拟引擎Unity 3D,建立了复杂煤层条件下综采工作面VR仿真系统。该仿真系统使装备和煤层具有真实的重力和接触属性,能够使装备具备在复杂条件下运动的特点。(2)对综采工作面“三机”装备工作空间的构建方法进行了研究,在综采工作面“三机”装备上标记了关键信息点,在系统仿真运行过程中实现了对关键信息点的实时记录,分别建立液压支架、刮板输送机和采煤机的运行工作空间。该方法可以实现对“三机”装备工作姿态的提取和表征并可将其进行空间三维表示。(3)对采煤机的目标截割轨迹进行了预测,将仿真系统运行过程中产生的采煤机历史截割数据构成训练数据集,对数据集进行划分和处理,利用BP神经网络和极限学习机两种机器学习方法对采煤机截割轨迹分别进行了预测,并对两种方法的准确度进行了分析和评价。结果表明:极限学习机的预测效果优于BP神经网络的预测效果,是更为优秀的预测模型。(4)针对仿真系统进行了仿真实验,建立了原型系统,对采煤机记忆截割、人工干预的采煤机记忆截割和采煤机自主截割三种方案进行了仿真实验,运用逆向重构的方法建立了初始煤层模型和动态煤层模型,并求得了留煤量和割岩量,通过计算其体积完成了对截割方案的评价。结果表明:采煤机自主截割方案是最优方案,可实现最大割煤和最小割岩。本文建立的仿真系统解决了装备和煤层难以准确耦合的问题,能够在复杂煤层条件下对“三机”装备进行仿真,并能够对多种采煤机截割方案进行测试和运行结果评价。
刘宇涵[2](2020)在《特种装备全生命周期重要环节实时仿真关键技术研究》文中研究指明特种装备在国防科工和社会生产中占据着非常重要的地位,特种装备的种类十分多样,包括国防装备、工程机械、高端实验器械等,其结构复杂,产品开发周期需经历方案论证、概要与详细设计、加工制造、装配和测试等串行阶段。然而其核心环节中人-机-环境的测试验证是事后验证,导致各环节反复,致使研发成本大量增加,造成产品上市与应用周期延长,因此,对特种装备的全生命周期进行实时仿真能够帮助解决特种装备生产、检测、投入使用到安全维护各环节遇到的问题。本文专注于对特种装备全生命周期中部分重要环节的仿真,对其中的关键技术进行研究与实现,主要包括:特种装备及相关大型场景的实时绘制和漫游、基于刚体动力学的特种装备运动与虚拟操控的物理仿真实现、特种装备伪装用柔性织物实时绘制算法改进、以及特种装备实时仿真中多途径人机交互技术的探索和实现。首先,针对特种装备仿真效果差、场景单一和大型环境绘制延时等问题,探索一种能够对多种特种装备及大型场景进行实时仿真的方法。以集成实车、风力发电机和分子级轴承性能试验样机等多种特种装备及其运行场景为实例,采用专项优化模型材质中面片和三角形的策略,引入多层次细节重划分方法,大大缩减绘制模型数量,实现模型材质轻量化,降低仿真的时延;采用微表面材质模型,引入PBR渲染管线技术,完善材质纹理的真实感,减少渲染时间。从而实现对特种装备所处大型场景的实时绘制与漫游。其次,针对特种装备运动和虚拟操控,以徐工集团水泥泵车、压路机和装载机等多种特种工程车辆为例,采用抽象简化模拟物体运动关系的策略,引入刚体动力学实现特种装备和其他对象模拟方法,对多个特种装备进行受力关系分析,对其在场景中的各个运动关节和部件的受力情况进行描述,对各部件受力姿态相关参数进行优化调整,减少特种装备运动和操控上物理仿真的运算量,避免一定程度物理运动仿真偏差大的情况,提高物理仿真的精确性;保证在每一个绘制时间步长内的时间耗散均在虚拟操控容许的时延之内,实现特种装备运动和虚拟操控的实时性。再次,对于特种装备的伪装应用方面,本文对伪装的柔性布料进行仿真模拟。装备伪装评估在现代装备领域是一个重要的技术,军事伪装的不断发展主要得益于人类科技的进步。采用专注于布料的模型建立和动态模拟的策略,从布料的结构和运动为切入点,通过对布料模拟的几何参数和行为参数的分析,对布料模型的建立方法进行优化,减少运算量;对于异质布料的动态绘制,将场景中不同布料的属性和迭代次数进行分类处理,实现不同的材质效果,提高异质布料动态仿真的真实度;提出一种基于动力学方法的随机可控的区域风场模型,减少风场中布料撕裂效果模拟的时延,并对风场中布料撕裂算法进行改进,随网格变化动态改变质点的撕裂阻尼,改善布料撕裂的仿真效果,实现真实的撕裂效果模拟。最后,针对现有的虚拟现实场景交互模式单一且难以取得良好效果的问题,对特种装备实时仿真中多途径人机交互技术进行探索和实现。采用对不同交互需求进行定向设计和交互设计统一化的策略,设计一套完整的虚拟交互框架、流程和方法。对能够进行语音交互的场景,对声音的采集和合成方法进行改进,优化声音交互端的工作,降低场景声音延时,实现实时虚拟声场沉浸体验;对于复杂工作环境中传统交互无法达到预期效果的情况,设计一套能够用于多种虚拟场景中的手势交互指令集,对人体不同的区域范围构画交互内容,降低手指交互指令间的冲突,提高手势指令的控制效率,实现统一的手势交互;对于沉浸式的交互需求,采用HTC VIVE等设备搭建真实的虚拟场景,获得更加真实的交互体验,从而降低使用者在实际操作过程中遇到的意外情况;对于交互舒适性的研究,在人机操作舒适性验证平台实践中,完成对大吨位装载机和双钢轮压路机操作系统的模拟,有效控制企业的产品研发成本。
张琪[3](2018)在《学习驱动的CGF决策行为建模方法研究》文中认为在作战仿真中,计算机生成兵力(Computer Generated Forces,CGF)的决策行为建模是构建真实可信仿真系统的重点和难点。目前对CGF的决策行为建模,特别是战术决策行为建模,在开发技术上还存在领域知识获取困难,建模工作量大、效率低,在模型表现上存在产生的行为固定、可预测,缺乏适应性等问题,难以满足作战仿真系统快速开发和提供合理、多样的仿真环境的需要。另一方面,采用机器学习方法进行智能体行为的自主生成与优化,能够很大程度减少知识工程工作量,并且提高决策模型的自主性、适应性,已成为游戏、机器人等领域的重要研究方向。因此,论文主要围绕作战仿真系统开发中,如何采用学习方法辅助进行CGF的决策行为建模展开探索,以提高建模效率、增强行为的适应性、多样性。论文的主要贡献及创新点如下:(1)构建以行为树为模型表示的学习驱动的CGF决策行为建模框架通过对作战仿真系统中CGF决策行为建模对模型表示、学习方法功能和性能的需求分析,论文构建以行为树为基本模型表示的学习驱动的CGF决策行为建模框架。针对不同阶段的建模需求,将基于进化行为树的决策模型离线生成、基于分层强化学习的行为树在线优化、基于多智能体强化学习的协调策略学习等多种技术方法与传统行为树建模方法统一起来,形成一套完整规范的建模流程和应用模式。(2)提出一种采用混合约束的进化行为树方法,用于CGF决策行为模型的离线生成针对离线开发阶段决策知识获取困难、建模效率低等问题,论文提出一种采用混合约束的进化行为树方法,依据专家提供的评估指标生成决策行为模型。该方法采用静态和动态约束相结合的方式,以加快学习,提高进化行为树生成解的质量。一方面根据行为树设计模式设定的静态结构约束,能够大大约束候选解的问题空间;另一方面基于频繁子树挖掘设定的动态约束,通过调整节点交叉概率,加速优势结构积累,引导演化过程中的搜索控制。经典追逃游戏“PacMan”中的测试结果表明,所提出的方法能够在不损失领域独立性的前提下,有效加速学习、提高生成的决策行为模型的质量。且生成的模型和行为子树是可理解、易分析和调整的,为进一步的手工建模和校验打下良好基础。(3)提出一种基于分层强化学习的行为树策略优化方法,用于有约束条件下CGF决策行为模型的在线改进针对有专家知识和约束条件下,不确定环境中的决策行为模型在线改进问题,论文提出一种基于分层强化学习的行为树策略优化方法。在采用初始行为树表示专家知识和约束基础上,重点针对已有采用强化学习优化行为树的方法在处理多个子策略同时学习时收敛困难的问题,分析了行为树和MAXQ任务图之间的结构关系,提出了结合行为树与MAXQ分层强化学习的MAXQ-BT子策略优化方法,以加速分层的多任务学习,提高大规模决策环境下的模型在线适应能力。在所设计的捕食者对抗仿真环境中,不同想定参数下的结果表明,所提出的方法能够更快地收敛到较优的策略,具有较好的在线适应能力和鲁棒性。(4)提出一种基于模型差异度的协调策略学习方法,用于解决个体策略扩展到多智能体环境中的临机协同问题针对个体策略扩展到多智能体环境中的临机协同问题,论文提出一种基于模型差异度的协调策略学习方法,以获得无冲突的最优协调策略。为降低多智能体学习的状态动作空间规模,论文将多智能体环境下的协同决策分为无冲突下的个体策略学习和有冲突下的协调策略学习两部分。针对已有方法在异质智能体、无先验协调知识等条件下存在的冲突状态检测困难问题,论文提出基于模型差异度的协调状态识别方法,通过分组采样和定义马尔可夫决策模型差异度,来精确反映个体决策和多智能体环境下的决策模型的动态变化,从而识别出需要考虑其他智能体状态的协调状态。论文在一系列标准的多智能体机动任务中对所提方法进行测试,与现有方法相比,该算法能够在多种想定配置条件下(异质智能体、较少先验知识等)的不确定环境中快速学习到无冲突的协调策略,提高了多智能体环境下决策模型的适应能力。最后,论文总结了全文的研究工作,并展望了进一步需要完善和探索的理论和应用问题。
王鹏[4](2018)在《虚实结合的武器装备试验方法的若干技术研究》文中提出科学技术的飞速发展使得武器装备及其系统变得越来越复杂,同时也深刻地改变着武器装备的作战样式,使其逐渐体现出一体化联合作战、体系对抗和复杂电磁环境等新特点。武器装备试验必须适应武器装备的快速发展及其作战样式的转变,必须由注重单项性能指标评估向注重作战效能和作战适用性评估转变,必须由简单试验环境向复杂作战环境转变。因此,开展在近似实战环境下的武器装备试验方法的研究势在必行。目前,LVC一体化联合仿真技术的研究已经取得极大进展,被广泛应用于构建贴近实战的武器装备试验环境。但是如何以LVC一体化联合仿真的实现为基础,实现虚拟仿真试验资源和真实物理试验资源之间互利共生和深度融合,仍然是一个亟待解决的问题。同时,如何在武器装备试验中充分发挥虚拟仿真试验方法的技术优势,以及如何充分利用真实物理试验中的数据优势,也是当前武器装备试验需要解决的技术难题。本文以LVC各类试验资源的互联互通和互操作为基础,以实现虚拟仿真试验资源和真实物理试验资源的互利共生和深度融合为主要研究目的,围绕虚实结合的武器装备试验方法的基本内涵、面向数据同化的仿真系统描述与分类、数据同化及其应用技术等关键技术展开研究,同时本文通过大量的武器装备试验应用案例,验证了所提出的技术和算法的有效性和优越性。论文的主要创新点如下:(1)给出了虚实结合的武器装备试验方法的基本概念和基本分类方法。在充分研究和分析已有装备试验和装备作战试验理论的基础之上,全面阐述了虚实结合的武器装备试验方法的基本概念、特点、原则和优势。同时,结合虚拟仿真试验与真实物理试验之间的交互特点,给出了开环形式的虚实结合和闭环形式的虚实结合两种分类方法。此外,我们也阐述了虚实结合的武器装备试验方法与平行系统技术、动态数据驱动应用系统技术的区别与联系。(2)研究了面向数据同化的仿真系统的基本要素和分类方法,并提出了面向数据同化的仿真系统的抽象化描述方法。为了支持与真实物理试验资源的结合,本文以虚实结合为出发点,面向数据同化的技术需求,对仿真系统的基本要素进行分析和规范化描述。本文以仿真模型、测量模型、测量数据、仿真状态、状态转移概率密度函数和相似性概率密度函数为仿真系统的基本要素,给出了面向数据同化的仿真系统的抽象化、规范化描述方法。同时,针对仿真系统的应用需求,给出了基于应用需求的仿真系统的分类方法,并且针对不同类型的仿真系统的工作流程进行了分析。(3)提出了基于随机有限集的数据同化算法。数据同化技术是仿真系统有效利用真实物理试验数据的前提,同时也是实现虚实结合的武器装备试验方法的关键技术。现有数据同化算法不能适应武器装备试验过程中的动态性和测量过程中的不确定性。为此,本文提出基于随机有限集理论来建立仿真模型和测量模型,由此形成了基于随机有限集的数据同化算法。该算法能够有效地支持在武器装备试验中的数据同化,在其他应用领域也有着广阔的应用前景。同时,本文针对基于随机有限集的数据同化算法在数值计算方面存在的困难,提出了基于高斯混合的数值计算方法和基于序贯蒙特卡洛的数值计算方法。(4)提出了面向虚实结合的仿真模型校正算法。面向模型校正的仿真系统是开环形式的虚实结合的武器装备试验方法的重要组成部分,仿真模型校正算法是其重要支撑技术之一。本文以已经提出的基于随机有限集的数据同化算法为基础,研究如何解决武器装备试验中的仿真模型校正问题,并提出了面向虚实结合的仿真模型校正算法。该算法能够很好地适应武器装备试验过程中的动态性和测量过程中的不确定性,有效支撑了面向仿真模型校正的仿真系统的实现。(5)提出了面向虚实结合的传感器在线控制技术。传感器在线控制是面向决策支持的仿真系统的典型应用,也是闭环形式的虚实结合的武器装备试验方法的重要方面,本文提出了解决该问题的控制框架和核心算法。本文以基于随机有限集的数据同化算法为基础,提出了面向虚实结合的传感器在线控制技术,同时也给出了基于动态数据驱动技术的传感器在线控制框架。该控制框架和算法为面向决策支持的仿真系统解决传感器在线控制问题提供了有效方法。
李洁[5](2010)在《虚拟人及其在某型武器维修训练系统中的应用研究》文中进行了进一步梳理随着武器装备结构越来越复杂、科技含量越来越高,对维修人员素质、维修训练模式提出了更高的要求,传统的实装、录像、挂图等维修训练模式很难达到预期的训练效果。近年来,虚拟现实技术在维修工程领域经实践检验并得到了深入应用,逐步成为改善产品的维修性设计、提高维修训练质量的重要方法之一。虚拟维修可以完成许多在真实环境中难实施的维修训练,同时可以减少维修和训练成本。通过虚拟维修技术,工程技术人员可以分析并找出操作对象的维修性问题,维修人员也可以通过虚拟维修系统进行仿真维修训练。主要针对目前国内外虚拟维修系统运用过程中出现的模型运动计算量过大、缺乏连贯性和逼真性等问题,对虚拟维修系统中虚拟人体建模技术与虚拟人维修动作控制进行了深入研究。分析了虚拟维修系统中虚拟维修人模型的建模方法,虚拟维修动作参数化方法和各种维修动作的描述与合成;探索了基于运动学、动力学和运动捕获数据的混合虚拟维修动作驱动算法和虚拟维修动作的交互特征建模,利用虚拟现实技术和CAD技术实现各种维修动作的逼真渲染,最后在“某型航空导弹虚拟维修测试系统”的课题中对所提出的概念和方法进行了验证。具体研究内容如下:(1)研究虚拟维修人建模技术。虚拟人模型是虚拟维修仿真系统的基础,对提高仿真系统的完备性,增加系统仿真质量具有至关重要的作用。虚拟维修仿真中,虚拟维修人模型及其维修动作复杂程度高,需要建立动态、灵活、逼真的虚拟人模型。主要对复杂装备虚拟维修系统中虚拟维修人模型的维修特征展开研究,提出了虚拟维修人(Virtual Maintenance Humanoid)的概念,并建立了虚拟维修人模型,该模型兼容H-Anim和MPEG等相关的国际标准。(2)研究虚拟维修人关节链模型的运动参数化方法。在研究现有参数化方法的基础上,提出了一种快速高效的四元数权值关节参数化方法。使用该方法生成的虚拟维修人的动作流畅,避免了运动的奇异性。提取的最优权值,一方面可以自动生成复杂虚拟维修环境中逼真的维修动作,另一方面可以实现虚拟维修人手部的皮肤变形。(3)研究虚拟维修人维修动作驱动算法,提出了一种基于合成的逆向运动学算法。该算法根据虚拟维修人趋近动作的速度、方向和轨迹因素,跟踪雅可比转置(JT)算法的收敛度,把维修动作过程分为TA和TO阶段,解决JT逆向运动学算法收敛度差的问题,驱动生成快速逼真的虚拟维修动作。对虚拟维修人最为复杂的手部动作,合成算法应用数据手套驱动实现复杂维修动作的生成。(4)研究虚拟维修人、虚拟维修对象以及虚拟维修工具间的交互特征。在研究基于虚拟维修人和虚拟维修对象交互特征的基础上,提出了基于维修动作分类的交互模型,该交互模型源于并行思想,首先对维修动作进行分类,抽象生成维修动素,依照维修动素与维修对象的交互特征实现交互决策与碰撞检测,实现了复杂精细维修动作的交互;其次建立了交互实体信息模型,确保能够描述虚拟维修场景中的所有对象。(5)研究基于运动捕获的全身关节参与的维修动作生成方法。提出基于维修动作复杂程度和维修动作特征的运动捕获数据匹配方法,该方法主要用于生成涉及全身关节的复杂维修动作,具备逼真性,快速性的特点。引入虚拟人到大型复杂武器装备虚拟维修训练系统中,是一个有前途的研究领域。论文的研究将提供科学的参考,具有广阔的应用前景。
徐海峰[6](2007)在《虚拟作战系统及其主体行为研究》文中研究指明由于国际政治环境的约束和军费的制约,世界各国都把模拟仿真训练作为军事训练的重要手段。现代军事模拟训练要求较高的仿真分辨率和仿真逼真度,并且要求有一定的仿真规模,因此,传统的作战模拟方法已经不能满足军事训练的全部要求。本文的研究是基于虚拟技术,应用复杂适应系统、人工智能思想,采用计算机仿真技术,构建虚拟作战系统,研究战争以及对抗的运行与发展规律,以达到提高我军战斗力的目的。论文提出了基于主体的虚拟作战系统演化建模方法,设计了虚拟作战系统演化模型体系结构;提出了虚拟作战系统作战主体的含义,提出基于作战主体虚拟作战系统的总体结构,给出虚拟作战系统作战主体内部结构的运作过程,研究了虚拟作战系统作战主体规划推理模块的运行过程、虚拟作战系统作战主体的进化;研究了虚拟作战系统多作战主体模型,研究了多作战主体学习模型下作战主体的学习结构、多作战主体学习模型下作战主体学习的运行方式、多作战主体系统下作战主体强化学习框架以及多作战主体系统的强化学习问题。论文有三个方面的创新:1理论上的创新:论文系统研究了虚拟作战系统,给出了虚拟作战系统的内涵、特性、系统结构,研究目的与目标;研究了作战主体的物理结构、语义模型、逻辑模型以及运作过程;并运用博弈理论对作战主体的博弈行为进行了解释与描述。该研究丰富了虚拟作战系统的理论研究;2.方法上的创新:论文提出了基于主体的虚拟战役系统建模方法,运用模糊推理研究了作战主体作战规则的进化,并给出了作战规则进化的数学模型。这些研究从方法上拓展了对虚拟作战系统的研究;3.应用上的创新:论文多主体强化学习理论应用于虚拟作战系统作战主体的演化过程中,并研究了作战主体强化学习的结构。这将拓展对虚拟战役系统的研究视野。
马立元[7](2006)在《大型复杂装备虚拟操作训练系统设计方法研究》文中提出本文将虚拟现实技术、计算机仿真技术、人工智能技术引入大型复杂装备操作训练,设计了大型复杂装备虚拟操作训练系统,为大型复杂装备操作训练提供了一种新的途径和方法。 本文对大型复杂装备虚拟操作训练系统的结构、过程建模方法、面向Agent设计方法、联邦仿真流程进行了深入研究,提出了大型复杂装备操作训练系统通用框架、基于OKDN(Operation Knowledge Description Net)过程建模方法、大型复杂装备操作训练系统的多Agent体系,结合视景仿真循环和HLA联邦循环设计了系统的仿真流程。论文最后应用上述技术完成了某型导弹分布式虚拟操作训练系统的开发。 论文主要研究内容包括: 一、基于HLA的大型复杂装备分布式操作训练系统通用框架研究。首先对虚拟操作训练系统中的作业模型、过程模型以及它们之间的关系进行了研究,为虚拟操作训练系统过程建模指明了思路。然后研究了单操作手虚拟操作训练的结构,给出了系统构成,并进而研究了基于HLA大型复杂装备虚拟操作训练系统结构,给出了HLA联邦与虚拟操作训练的通用映射关系。最后讨论了虚拟操作训练系统面向Agent的设计方法,划分了具体的Agent。 二、虚拟操作训练系统过程建模方法研究。首先分析了操作过程建模需求,然后研究了过程建模工具UML、PERT图、Petri网和IDEF3等,提出了扩展Petri网功能进行操作训练过程建模的思路,并提出了一种用于操作训练过程建模的高级Petri网技术一操作知识描述Petri网(Operation Knowledge Description Nets,OKDN)。OKDN是在随机赋时变迁Petri网(STPM)的基础上进行扩展的,在定义中增加了固定时延量和随机延时量,并对STPN中的变迁进行重新定义,使其不仅方便描述操作过程性知识,而且能够描述操作控制型知识。 三、虚拟操作训练系统多Agent体系设计研究。分别研究了智能训练任务生成Agent(ITPA)、受训者智能评估Agent(ITEA)、智能虚拟人Agent(IVMA)和智能过程控制Agent(IPCA)的设计方法。研究了使用决策表方法实现训练目标与训练任务的映射,设计了操作——响应模型以及误操作和操作延迟数据采集算法,采用混合控制方法实现了虚拟人运动控制,并设计了一种受训者操作水平的智能评估算法。 四、虚拟操作训练系统联邦成员仿真流程设计研究。首先对智能联邦成员间交互处理Agent(IIDFA)进行了研究,将其划分为联邦对象模型设计和联邦成员间交互模型设计两部分,并分别提出了对象模型和联邦成员间交互模型的设计方法。然后在ITPA、ITEA、
苏群星[8](2005)在《大型复杂装备虚拟维修训练平台技术研究》文中研究说明本文将虚拟现实技术、计算机仿真技术、人工智能技术引入大型复杂装备维修训练,开发了大型复杂装备虚拟维修训练平台,为大型复杂装备维修训练提供了一种新的途径和方法。 本文在对大型复杂装备虚拟维修训练需求进行深入研究的基础上,以大型复杂装备维修训练过程仿真模型为切入点,结合HLA标准提出了大型复杂装备虚拟维修训练平台的新构想,构建了支持这一构想的通用性强的技术框架,对框架涉及的一些具体技术问题进行了深入研究,提出了基于MKDN(Maintenance Knowledge Description Net)的维修知识描述方法;建立了学生模型的评估数学模型;采用面向Agent的方法进行了系统设计;提出了一种柔性线缆建模的新算法。论文最后应用上述技术完成了某型导弹地测发控系统虚拟维修训练系统的开发。 论文主要研究内容包括: 一、首次从虚拟维修训练出发,对大型复杂装备虚拟维修的需求进行了全面的研究,不仅从宏观上对大型复杂装备虚拟维修系统的特点、需求进行了分析,而且还研究了电子、机械、液压等子系统和人体维修活动需求。 二、对大型复杂装备虚拟维修训练系统通用框架进行了研究。首先提出了单维修人员虚拟维修训练系统过程仿真模型,在此基础上结合HLA特点提出了大型复杂装备虚拟维修训练系统过程仿真模型和结构框架。建立了HLA联邦与虚拟维修训练的通用映射关系,提出了联邦成员结构和功能流程。 三、对大型复杂装备虚拟维修训练系统维修知识描述方法进行了深入研究,提出了基于MKDN的维修知识描述方法。MKDN是对Petri网的功能扩充,使其适合描述层次多、关系复杂的维修知识。文中对MKDN的定义、分析方法、基于MKDN虚拟维修想定建模、基于MKDN对象行为建模进行了深入研究,并证明了MKDN保持了Petri网的有界性、活性、安全性和可逆性。 四、对智能辅助训练技术进行了深入研究。采用面向对象基于框架的知识表示方法表示领域知识,将领域知识分为原理库和案例库,采用基于案例的推理机制,根据案例的相关原理属性,计算案例间相似度;通过建立学生模型的评估数学模型和评估指标体系,实现了对受训者的知识水平和维修能力的评估;根据学生模型确定了训练策略,控制实例模块选择补救的案例或新的案例对受训者进行训练,从而达到适人化训练的目的。 五、对面向Agent大型复杂装备虚拟维修训练系统设计方法进行了研究。将系统划分为维修训练Agent和虚拟样机Agent两大类进行设计,重点研究了维修训练Agent的设计方
朱元昌[9](2004)在《分布式防空武器系统仿真平台及关键技术研究》文中认为本文将建模与仿真技术引入防空武器系统研究,建立了防空武器系统仿真平台,为防空武器系统的试验、评估、训练和使用提供了主要的分析方法和工具。 防空武器系统仿真平台是指通过对各种型号高炮武器系统的分析,根据它们在功能上具有相同性、主要装备在结构上具有相似性的特点,以其主要功能而不是以具体型号为仿真研究对象的系统。该系统将防空武器系统的主要功能分布在由微机组成的实时分布式计算机网络的节点上,通过分布式网络实现信息传递和处理,而将主要装备功能的仿真分配在以网络计算机为核心节点的主从式计算机结构中,构成一个功能模块可以根据不同装备模型改变、人机交互界面相对稳定的仿真试验系统。 本论文主要研究内容包括: 一、从构建防空武器系统仿真平台的需求出发,论述了建立通用实时分布式仿真平台的必要性和可行性。建立了可适应“分离式”、“两位一体”等多种火控系统模式的仿真系统结构,并对仿真系统内部的仿真运行控制和仿真实验等建立了信息模型。建立了以解析方式表达的典型目标运动航迹模型和网络仿真环境下的射击评估模型,并对仿真平台的可信性检验方法进行了研究。 二、对分布式仿真基础架构涉及的基于TCP/IP协议和Socket编程的设计方法以及基于HLA/RTI的设计方法进行了研究和系统设计。针对基于HLA/RTI开发仿真应用,采用对象模板技术,在RTI基础上设计了HLAFacility,提高了仿真应用的开发效率。 三、分析了三维图形实时成像技术的机理,阐明了影响其实时性的因素。针对基于瞄准镜视景的单柄跟踪激光测距系统的仿真问题,提出了一种通用的瞄准镜视景仿真模型,并完成了系统设计与实现。针对小口径高炮系统直接瞄准时的模拟问题,提出了一种基于计算机三维图形实时成像技术的通用跟踪训练与评估系统的设计方法,建立了虚拟火炮以及射击命中模型。对影响图形图像实时生成与显示的主要问题,即仿真对象的建模、操作系统多任务并发处理等进行了系统分析。 四、以通用雷达装备大系统为研究领域,从领域工程和应用领域工程两个方面,首次提出并构建了通用雷达装备模拟系统的体系结构。采用PLSE思想和方法,开发出可系统地、策略地重用的雷达装备模拟训练领域公共资源,构建了面向通用雷达装备模拟训练领域的模拟训练系统开发平台,并建立了基于平台的应用工程模型。 五、提出了一种多模式跟踪系统仿真的设计思想,并以一种集电视跟踪系统、激光测距系统和电磁波发射接收系统为一体的典型火控雷达为对象,采用多机并行处理技术,解决了多模式跟踪系统仿真时的同步问题。 关键词防空武器系统:仿真平台;足瞬.:图形图像生成;多模式
刘玉海,刘鹏远,张锡恩[10](2001)在《虚拟装备仿真训练系统中的一种行为建模方法》文中认为首先分析了虚拟现实系统的自主性特点,要使得虚拟环境中物体具备自主性需要建立相应物体的其物理行为模型,对其物理行为进行仿真,从而确定虚拟环境中物体的状态。在构建特定的VR系统时,人作为参与者必须按照一定的规则和虚拟环境中的物体进行交互,尤其在虚拟装备仿真训练系统中,建立相应的操作行为模型以确定环境中物体行为和反应。本文提出了一种基于规则的行为建模方法,已成功应用于某大型武器装备虚拟仿真训练系统,提高了系统的沉浸感和交互性。
二、虚拟装备仿真训练系统中的一种行为建模方法(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、虚拟装备仿真训练系统中的一种行为建模方法(论文提纲范文)
(1)复杂煤层条件下综采工作面VR仿真系统及关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究背景、目的及意义 |
1.2.1 研究背景 |
1.2.2 研究目的 |
1.2.3 研究意义 |
1.3 国内外研究动态 |
1.3.1 虚拟现实技术在煤矿开采方面的应用 |
1.3.2 虚拟煤层模型的构建 |
1.3.3 虚拟综采工作面“三机”装备仿真方法 |
1.3.4 研究动态总结 |
1.4 主要研究内容及技术路线 |
1.5 本章小结 |
第2章 复杂煤层条件下综采工作面VR仿真系统总体设计 |
2.1 引言 |
2.2 数字孪生驱动的综采工作面运行模式 |
2.2.1 数字孪生概述 |
2.2.2 基于数字孪生技术的综采工作面 |
2.3 复杂煤层条件下综采工作面VR仿真系统运行方案设计 |
2.4 软件设计 |
2.5 系统组成和主要功能设计 |
2.6 本章小结 |
第3章 复杂煤层条件下综采工作面VR仿真系统的构建 |
3.1 引言 |
3.2 复杂煤层模型构建 |
3.2.1 数据来源 |
3.2.2 初始煤层模型构建 |
3.2.3 动态煤层模型构建 |
3.3 综采工作面“三机”虚拟模型构建 |
3.3.1 虚拟液压支架模型构建 |
3.3.2 虚拟刮板输送机模型构建 |
3.3.3 虚拟采煤机模型构建 |
3.4 复杂煤层条件下综采工作面VR仿真系统构建 |
3.4.1 物理引擎概述 |
3.4.2 复杂煤层条件下综采工作面VR仿真系统建立 |
3.5 本章小结 |
第4章 综采工作面“三机”装备工作空间的构建 |
4.1 引言 |
4.2“三机”装备工作空间构建流程 |
4.3 物理引擎的虚拟验证方法 |
4.4 液压支架的工作空间构建 |
4.4.1 液压支架关键信息点标记 |
4.4.2 液压支架工作空间的构建 |
4.5 刮板输送机的工作空间构建 |
4.5.1 刮板输送机关键信息点标记 |
4.5.2 刮板输送机工作空间的构建 |
4.6 采煤机的工作空间构建 |
4.6.1 采煤机虚拟截割轨迹记录方法 |
4.6.2 采煤机工作空间的构建 |
4.7 本章小结 |
第5章 采煤机截割轨迹的预测修正 |
5.1 引言 |
5.2 数据集来源 |
5.2.1 数据集的获取方式 |
5.2.2 Unity 3D与SQL Server之间通信 |
5.2.3 SQL Server与MATLAB之间通信 |
5.2.4 数据集 |
5.3 基于BP神经网络模型的采煤机截割轨迹预测 |
5.3.1 BP神经网络原理 |
5.3.2 基于BP神经网络的采煤机截割轨迹预测 |
5.4 基于极限学习机模型的采煤机截割轨迹预测 |
5.4.1 极限学习机原理 |
5.4.2 基于极限学习机的采煤机截割轨迹预测 |
5.5 BP神经网络与极限学习机预测结果的对比 |
5.6 本章小结 |
第6章 原型系统设计及实验 |
6.1 引言 |
6.2 原型系统的界面设计与系统发布 |
6.2.1 原型系统的界面设计 |
6.2.2 系统发布 |
6.3 复杂煤层条件下综采工作面VR仿真系统的仿真实验 |
6.3.1 仿真运行流程 |
6.3.2 实验方案设计 |
6.3.3 仿真结果分析 |
6.4 动态煤层模型误差分析仿真实验 |
6.4.1 误差分析整体思路 |
6.4.2 动态煤层模型的逆向重构 |
6.4.3 动态煤层模型和初始煤层模型的布尔运算 |
6.5 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 工作总结 |
7.2 主要结论 |
7.3 进一步工作展望 |
参考文献 |
攻读学位期间的科研成果 |
致谢 |
(2)特种装备全生命周期重要环节实时仿真关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 特种装备及相关大型场景的实时绘制和漫游技术现状分析 |
1.2.2 特种装备刚体动力学仿真模拟现状分析 |
1.2.3 特种装备虚拟伪装柔性织物仿真现状分析 |
1.2.4 特种装备仿真中人机交互技术现状分析 |
1.3 存在的主要问题 |
1.4 本文的主要研究内容及创新点 |
1.5 论文的组织结构 |
第2章 特种装备及相关大型场景的实时绘制和漫游 |
2.1 大型场景的实时绘制和漫游技术 |
2.1.1 多层次细节重划分技术分析 |
2.1.2 基于PBR渲染管线技术分析 |
2.1.3 实时仿真相关理论应用 |
2.2 特种装备大型场景的实时仿真应用实践 |
2.2.1 集成实车虚拟仿真平台 |
2.2.2 风力发电机虚拟仿真平台 |
2.2.3 分子级轴承仿真虚拟场景试验平台 |
2.3 本章小结 |
第3章 基于刚体动力学的特种装备物理仿真研究 |
3.1 泵车刚体动力仿真模拟应用 |
3.1.1 泵车仿真问题剖析 |
3.1.2 泵车刚体动力学建模 |
3.1.3 泵车刚体动力学优化 |
3.2 装载机刚体动力仿真模拟应用 |
3.2.1 装载机仿真问题剖析 |
3.2.2 装载机刚体动力学建模 |
3.2.3 装载机刚体动力学优化 |
3.3 压路机刚体动力仿真模拟应用 |
3.3.1 压路机仿真问题剖析 |
3.3.2 压路机刚体动力学建模 |
3.3.3 压路机刚体动力学优化 |
3.4 仿真系统实验效果对比与分析 |
3.4.1 泵车作业模拟应用系统 |
3.4.2 装载机的动力学仿真应用系统 |
3.4.3 压路机的动力学仿真应用系统 |
3.5 本章小结 |
第4章 特种装备虚拟伪装柔性织物仿真研究 |
4.1 伪装布料模型的建立 |
4.1.1 针对三角形面片的质点弹簧模型优化 |
4.1.2 基于位置动力学的伪装布料建模 |
4.2 特种装备应用布料的动态真实性问题剖析 |
4.2.1 异质布料的动态绘制 |
4.2.2 真实风场物理模型问题剖析 |
4.3 风场下伪装布料撕裂的改进 |
4.3.1 布料撕裂算法问题剖析 |
4.3.2 Half-edge半边结构分析 |
4.3.3 Half-edge的改进 |
4.3.4 布料撕裂稳定性的改进 |
4.4 布料仿真效果验证 |
4.4.1 实验背景 |
4.4.2 伪装布料真实性验证 |
4.4.3 实验结果 |
4.5 本章小结 |
第5章 特种装备虚拟现实人机交互技术研究 |
5.1 虚拟声场的采集和处理 |
5.2 虚拟装配中的手势交互 |
5.2.1 手势交互系统构建 |
5.2.2 面向特种装备虚拟装配场景的交互设计 |
5.2.3 手势操控发动机装配案例 |
5.3 特种装备的沉浸式交互 |
5.3.1 沉浸式交互问题剖析 |
5.3.2 碰撞检测与力反馈 |
5.3.3 虚拟测量软件模拟及应用 |
5.4 特种装备人机交互舒适性验证 |
5.4.1 特种装备交互仿真舒适性问题剖析 |
5.4.2 真实特种装备操作环境建立 |
5.4.3 特种装备仿真交互模式改进 |
5.4.4 实验案例 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(3)学习驱动的CGF决策行为建模方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略语 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及问题 |
1.1.1 作战仿真与计算机生成兵力 |
1.1.2 CGF决策行为建模面临的挑战 |
1.1.3 基于机器学习的行为模型自主生成 |
1.2 研究意义和应用前景 |
1.3 相关研究现状综述与分析 |
1.3.1 CGF行为建模方法 |
1.3.2 行为树自主生成方法 |
1.3.3 研究现状总结与分析 |
1.4 论文的研究内容、主要创新点及组织结构 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 主要创新点 |
1.4.3 组织结构 |
第二章 学习驱动的CGF决策行为建模框架 |
2.1 引言 |
2.2 需求分析 |
2.2.1 CGF系统引入学习的效应 |
2.2.2 功能与性能需求 |
2.3 基于行为树的CGF决策行为建模 |
2.3.1 行为树的形式化描述 |
2.3.2 基于行为树的CGF决策行为模型表示 |
2.4 CGF决策行为建模框架及其关键问题 |
2.4.1 框架总体结构 |
2.4.2 关键问题分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 基于进化行为树的决策模型离线生成方法 |
3.1 引言 |
3.2 进化行为树方法研究概述 |
3.2.1 基本思想及流程 |
3.2.2 进化行为树算法分析 |
3.3 采用混合约束的进化行为树方法 |
3.3.1 静态结构约束设计 |
3.3.2 基于频繁子树挖掘的动态约束 |
3.4 基于混合约束进化行为树的决策模型离线生成 |
3.5 仿真实验 |
3.5.1 实验想定 |
3.5.2 实验参数 |
3.5.3 结果与分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 结合行为树与分层强化学习的决策模型在线优化方法 |
4.1 引言 |
4.2 基于强化学习的行为树决策模型在线优化 |
4.2.1 行为树节点的语义分析 |
4.2.2 基于Q-Learning的行为树选择节点优化 |
4.3 基于MAXQ分层强化学习的行为树多节点优化 |
4.3.1 MAXQ分层强化学习 |
4.3.2 行为树与MAXQ任务图的关系及转换 |
4.3.3 MAXQ-BT学习算法 |
4.3.4 行为树拓扑结构重组 |
4.4 仿真实验 |
4.4.1 实验想定 |
4.4.2 参数设置 |
4.4.3 结果与分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于模型差异度的多智能体协调策略学习方法 |
5.1 引言 |
5.2 CGF协同决策问题分析 |
5.2.1 作战过程中的临机协同问题 |
5.2.2 协调策略学习方法对比分析 |
5.3 稀疏交互下基于模型差异度的协调策略学习 |
5.3.1 多智能体强化学习方法分析 |
5.3.2 基于模型差异度的协调状态识别 |
5.3.3 协调策略学习算法 |
5.4 仿真实验 |
5.4.1 实验想定 |
5.4.2 参数设置 |
5.4.3 结果与分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 论文工作总结 |
6.2 未来工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者在学期间取得的学术成果 |
(4)虚实结合的武器装备试验方法的若干技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略语 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状综述与分析 |
1.2.1 武器装备试验的基本概念与分类方法 |
1.2.2 武器装备试验的研究现状 |
1.2.3 虚拟仿真试验方法的应用现状 |
1.2.4 真实物理试验方法研究分析 |
1.2.5 LVC一体化联合仿真技术与装备试验 |
1.3 论文的主要研究内容 |
1.4 论文的主要贡献与结构安排 |
1.4.1 主要贡献 |
1.4.2 结构安排 |
第二章 虚实结合的武器装备试验方法的概念研究 |
2.1 虚实结合的武器装备试验方法的定义 |
2.2 虚实结合的武器装备试验方法的分类 |
2.3 虚实结合相关技术分析 |
2.3.1 平行系统技术 |
2.3.2 动态数据驱动应用系统技术 |
2.4 数据同化及其应用技术 |
2.4.1 面向武器装备试验的数据同化技术 |
2.4.2 面向武器装备试验的数据同化应用技术 |
2.5 面向数据同化的仿真系统描述方法 |
2.5.1 仿真系统构成要素分析 |
2.5.2 虚实之间信息交互的抽象化描述 |
2.5.3 面向数据同化的仿真系统抽象化描述 |
2.5.4 概率密度函数的生成方法 |
2.6 基于应用需求的仿真系统分类方法 |
2.7 本章小结 |
第三章 基于随机有限集的数据同化算法的基本原理 |
3.1 现有数据同化算法概述 |
3.2 随机有限集理论基础 |
3.2.1 RFS的基本概念 |
3.2.2 RFS的数学基础 |
3.2.3 RFS在武器装备试验中的优越性 |
3.3 基于RFS的测量模型 |
3.4 基于RFS的仿真模型 |
3.5 基于PHD的数据同化方程 |
3.5.1 基于PHD的预测方程 |
3.5.2 基于PHD的校正方程 |
3.6 本章小结 |
第四章 基于随机有限集的数据同化算法的数值计算 |
4.1 现有数值近似计算方法分析 |
4.2 基于高斯混合的计算方法 |
4.2.1 高斯混合近似的基本原理 |
4.2.2 基于无迹变换的非线性模型近似计算 |
4.2.3 实验验证 |
4.3 测量数据驱动的SMC计算方法 |
4.3.1 测量数据驱动的建模方法 |
4.3.2 算法实现 |
4.3.3 实验验证 |
4.4 本章小结 |
第五章 面向虚实结合的仿真模型校正算法研究 |
5.1 现有仿真模型校正方法综述 |
5.2 仿真模型校正算法的设计与实现 |
5.2.1 算法的公式推导 |
5.2.2 基于模拟回火的重要性密度函数生成算法 |
5.3 雷达模型应用案例 |
5.4 实验结果与分析 |
5.5 与传统MH采样算法的对比 |
5.5.1 情形一:均匀分布的先验信息 |
5.5.2 情形二:高斯分布的先验信息 |
5.6 灵敏度分析 |
5.6.1 粒子数目N |
5.6.2 样本数M |
5.6.3 模拟回火参数φ |
5.7 本章小结 |
第六章 面向虚实结合的传感器在线控制技术研究 |
6.1 基于DDDAS的传感器在线控制基本原理 |
6.1.1 基于DDDAS的控制框架设计 |
6.1.2 性能指标的选取 |
6.2 基于SMC的性能指标计算 |
6.3 实验设计 |
6.4 实验结果 |
6.5 灵敏度分析 |
6.6 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 论文工作总结 |
7.2 未来工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者在学期间取得的学术成果 |
附录A 基于RFS的似然函数推导 |
(5)虚拟人及其在某型武器维修训练系统中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 本课题研究的相关技术 |
1.2.1 虚拟现实技术研究现状与分析 |
1.2.2 虚拟维修技术研究现状与分析 |
1.2.3 虚拟样机技术研究现状与分析 |
1.2.4 虚拟人建模与运动控制技术研究现状与分析 |
1.3 本课题研究的目的与意义 |
1.3.1 目的 |
1.3.2 意义 |
1.4 研究工作及内容组织 |
1.5 本章小节 |
2 虚拟维修人建模 |
2.1 虚拟人建模综述 |
2.2 虚拟维修人 |
2.2.1 VMH概念的提出 |
2.2.2 人机工效学与人体测量学 |
2.2.3 VMH建模分析 |
2.2.4 VMH人体模型设计 |
2.3 VMH骨骼建模 |
2.3.1 骨骼建模相关术语 |
2.3.2 骨骼系统与人体测量学 |
2.3.3 关节建模 |
2.4 VMH隐含表面层建模 |
2.5 VMH皮肤层建模 |
2.6 本章小结 |
3 VMH运动参数化研究 |
3.1 运动参数化 |
3.2 DH参数化方法 |
3.3 其它参数化方法 |
3.3.1 旋转矩阵参数化 |
3.3.2 "欧拉角"参数化 |
3.3.3 四元数参数化 |
3.3.4 指数映射参数化 |
3.3.5 参数化方法比较 |
3.4 四元数权值关节方法 |
3.4.1 模型参数化 |
3.4.2 参数转换 |
3.4.3 权值函数设计 |
3.4.4 参数约束方法 |
3.4.5 仿真实例 |
3.5 各种类型关节的参数化 |
3.5.1 关节参数化 |
3.5.2 坐标系统 |
3.5.3 revolute类型关节的参数化 |
3.5.4 ball-and-socket类型关节的约束 |
3.5.5 关节约束与耦合分析 |
3.6 任务冲突的参数化 |
3.6.1 任务冲突的产生与解决 |
3.6.2 权值策略 |
3.7 本章小结 |
4 基于合成的逆向运动学算法 |
4.1 逆向运动学算法 |
4.1.1 逆向运动学算法的应用 |
4.1.2 IK算法流程 |
4.1.3 雅可比矩阵的计算 |
4.2 基于合成的逆向运动学算法 |
4.2.1 两阶段算法的提出 |
4.2.2 算法的选取 |
4.2.3 JT雅可比算法 |
4.2.4 参数化及参数求解 |
4.3 混合式虚拟维修系统设计 |
4.4 应用实例 |
4.5 本章小结 |
5 虚拟维修动作交互特征设计 |
5.1 人机交互特征 |
5.2 "事件驱动"和状态机 |
5.3 交互实体信息 |
5.3.1 虚拟维修工具 |
5.3.2 虚拟维修对象 |
5.3.3 虚拟维修动作分类 |
5.3.4 其它辅助信息 |
5.4 碰撞自动检测 |
5.4.1 碰撞检测技术分类 |
5.4.2 软件中常用的碰撞检测算法 |
5.4.3 碰撞检测范围与步长 |
5.4.4 虚拟手和虚拟物体之间的碰撞检测 |
5.5 虚拟维修碰撞检测的分类实现 |
5.6 本章小结 |
6 VMH运动捕获数据的编辑 |
6.1 运动捕获技术 |
6.2 捕获数据获取 |
6.3 VMH捕获数据处理 |
6.3.1 偏移映射 |
6.3.2 多级B样条逼近 |
6.3.3 层次运动编辑 |
6.3.4 运动拟合 |
6.3.5 其它运动数据处理方法 |
6.4 数据重定位 |
6.5 本章小结 |
7 某型航空导弹虚拟维修测试系统设计与开发 |
7.1 系统功能和目标 |
7.1.1 系统功能 |
7.1.2 目标 |
7.2 某型航空导弹及其相关测试过程分析 |
7.3 系统任务描述 |
7.4 系统设计思路 |
7.5 开发平台及性能要求 |
7.5.1 开发工具选择 |
7.5.2 硬件平台 |
7.5.3 软件平台 |
7.5.4 性能指标要求 |
7.6 系统实现 |
7.6.1 系统主模块 |
7.6.2 VMH生成模块 |
7.6.3 虚拟测试与维修模块 |
7.6.4 虚拟挂装模块 |
7.7 本章小结 |
8 结论 |
8.1 工作总结 |
8.2 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(6)虚拟作战系统及其主体行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究背景 |
1.3 相关研究综述 |
1.3.1 分布式虚拟战场环境研究综述 |
1.3.2 作战仿真模型研究综述 |
1.3.3 复杂性科学研究进展 |
1.4 论文内容安排与创新之处 |
1.4.1 论文的内容安排 |
1.4.2 创新之处 |
第二章 虚拟作战系统建模研究 |
2.1 研究的理论基础 |
2.1.1 发生学结构主义 |
2.1.2 复杂适应系统(CAS)理论 |
2.1.3 人工智能(AI)理论 |
2.2 模型的内涵、研究目的与目标 |
2.3 建模的方法 |
2.3.1 仿真原理与建模过程 |
2.3.2 演化建模方法 |
2.4 演化模型的体系设计 |
2.4.1 模型的体系结构 |
2.4.2 模型的组合层次 |
2.4.3 模型间的信息控制关系 |
2.5 本章小结 |
第三章 虚拟作战系统作战主体模型的构造 |
3.1 作战主体的含义与特性 |
3.1.1 含义 |
3.1.2 特性 |
3.2 虚拟作战系统作战主体模型、结构与运作 |
3.2.1 总体结构 |
3.2.2 各层作战主体的物理结构与功能 |
3.2.3 语义模型 |
3.2.4 逻辑结构 |
3.2.5 内部结构的运作过程 |
3.3 虚拟作战系统作战主体规划推理模块的运行与进化 |
3.3.1 运行 |
3.3.2 进化 |
3.4 本章小结 |
第四章 作战主体之间博弈的分析 |
4.1 作战博弈论的基本原理 |
4.2 作战主体理性选择的作战博弈解释 |
4.3 作战主体作战博弈纳什均衡的表示 |
4.4 作战主体纳什均衡涌现的描述 |
4.5 本章小结 |
第五章 虚拟作战系统多作战主体行为研究 |
5.1 虚拟作战系统多作战主体模型 |
5.1.1 作战角色的含义 |
5.1.2 组织形成过程 |
5.1.3 决心方案的自动生成问题 |
5.1.4 多作战主体模型作战主体间的通讯 |
5.2 作战主体的学习机制 |
5.2.1 学习的特点与分类 |
5.2.2 强化学习系统 |
5.3 多作战主体学习模型 |
5.3.1 学习结构 |
5.3.2 运行方式 |
5.3.3 强化学习框架 |
5.3.4 强化学习 |
5.4 本章小结 |
第六章 虚拟作战系统演化的仿真平台及其应用 |
6.1 虚拟作战系统演化的仿真平台—Swarm |
6.1.1 Swarm的类库 |
6.1.2 Swarm应用的逻辑结构 |
6.1.3 Swarm的建模步骤 |
6.2 虚拟作战系统仿真模型 |
6.2.1 作战规则 |
6.2.2 基于Swarm的简单虚拟作战系统模拟 |
6.3 本章小结 |
第七章 全文总结 |
7.1 论文的主要工作和内容 |
7.2 论文的创新之处 |
7.3 今后发展和继续研究 |
7.4 今后工作介绍 |
7.4.1 装备体系对抗与体系对抗系统属性 |
7.4.2 装备体系对抗探索性仿真方法 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的学术成果 |
致谢 |
(7)大型复杂装备虚拟操作训练系统设计方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 本文研究的目的及意义 |
1.2 虚拟现实技术发展现状 |
1.2.1 虚拟现实的概念 |
1.2.2 虚拟现实系统的特征及分类 |
1.2.3 虚拟现实系统的构成和软、硬件平台开发 |
1.3 分布式交互仿真技术的特点及其应用、发展现状 |
1.3.1 分布式交互仿真技术的特点 |
1.3.2 分布式交互仿真技术的几种实现方案分析 |
1.4 虚拟样机技术发展现状 |
1.5 国内外分布式仿真训练系统研究现状 |
1.6 本文主要研究内容 |
2 基于HLA大型复杂装备虚拟操作训练系统通用框架研究 |
2.1 虚拟操作训练系统作业模型和过程模型 |
2.1.1 作业模型 |
2.1.2 过程模型 |
2.1.3 作业模型与过程模型的关系 |
2.2 单操作手虚拟操作训练系统结构研究 |
2.2.1 虚拟操作训练子系统 |
2.2.2 视景生成子系统 |
2.2.3 辅助子系统 |
2.2.4 仿真数据库 |
2.3 基于HLA大型复杂装备虚拟操作训练系统研究 |
2.3.1 基于HLA虚拟操作训练系统设计方法 |
2.3.2 基于HLA虚拟操作训练系统结构 |
2.4 虚拟操作训练系统实现方法研究 |
2.5 本章小结 |
3 大型复杂装备虚拟操作训练系统过程建模技术研究 |
3.1 操作过程建模需求 |
3.2 过程模型建模技术的比较分析 |
3.2.1 逻辑关系描述 |
3.2.2 对象类型处理 |
3.2.3 时间的处理 |
3.2.4 层次化建模 |
3.2.5 数学分析 |
3.2.6 与知识表达的关系 |
3.2.7 动态行为的描述能力 |
3.2.8 丰富的工具支持 |
3.2.9 技术的可扩展性 |
3.3 基于Petri网的操作过程建模技术研究 |
3.3.1 基本Petri网介绍 |
3.3.2 操作知识描述网OKDN |
3.3.3 OKDN自上至下分析法 |
3.4 基于OKDN操作过程建模 |
3.4.1 基于OKDN资源建模 |
3.4.2 基于OKDN虚拟样机建模 |
3.4.3 基于OKDN操作动作建模 |
3.4.4 基于OKDN约束条件建模 |
3.4.5 基于OKDN误操作和操作延迟判断与处理建模 |
3.4.6 基于OKDN操作训练过程建模规则 |
3.5 本章小结 |
4 虚拟操作训练系统多AGENT体系设计研究 |
4.1 Agent技术在虚拟操作训练系统中的应用 |
4.2 ITPA设计 |
4.3 IPCA设计 |
4.3.1 操作——响应模型知识描述和实现 |
4.3.2 操作——响应模型中误操作和操作延迟判断 |
4.4 IVMA设计 |
4.4.1 使用空间球控制虚拟人漫游 |
4.4.2 使用位置跟踪器实现虚拟手臂状态控制 |
4.5 ITEA设计 |
4.6 本章小结 |
5 虚拟操作训练系统联邦成员仿真流程设计研究 |
5.1 IIDFA对象模型设计 |
5.1.1 HLA对象模型的特点及一般性设计方法 |
5.1.2 IIDFA对象模型设计方法 |
5.1.3 联邦对象模型的集成与测试 |
5.2 IIDFA联邦成员间交互模型设计 |
5.3 联邦成员仿真流程设计 |
5.3.1 Vega仿真循环控制机制 |
5.3.2 联邦成员执行过程分析 |
5.3.3 Vega仿真循环与联邦成员执行过程的集成 |
5.3.4 联邦成员仿真流程实现 |
5.4 本章小结 |
6 基于HLA某型导弹分布式虚拟操作训练系统设计 |
6.1 任务描述与仿真目标 |
6.2 仿真系统功能 |
6.3 系统实现的主要技术方案 |
6.4 系统开发环境 |
6.4.1 硬件开发环境 |
6.4.2 软件开发环境 |
6.5 系统设计与实现 |
6.5.1 联邦构成 |
6.5.2 虚拟操作训练过程建模 |
6.5.3 操作训练虚拟样机设计与实现 |
6.5.4 虚拟操作训练系统面向agent设计 |
6.5.5 联邦执行过程实现 |
6.5.6 视景生成子系统实现 |
6.6 本章小结 |
7 结论 |
致谢 |
参考文献 |
作者在攻读博士学位期间发表论文和参与的课题 |
(8)大型复杂装备虚拟维修训练平台技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
1 绪论 |
1.1 研究目的及意义 |
1.2 虚拟维修训练技术发展现状 |
1.2.1 过程建模技术 |
1.2.2 虚拟维修仿真中作业过程的建模与应用 |
1.2.3 虚拟样机技术 |
1.2.4 与虚拟维修仿真相关的人体模型运动技术 |
1.2.5 虚拟维修训练技术的应用 |
1.3 本文的主要内容 |
2 大型复杂装备虚拟维修训练系统信息需求分析 |
2.1 大型复杂装备对虚拟维修训练的需求 |
2.1.1 大型复杂装备的特点 |
2.1.2 大型复杂装备维修训练存在的问题 |
2.2 大型复杂装备的维修特点 |
2.2.1 大型复杂装备的维修活动 |
2.2.2 大型复杂装备的故障特点 |
2.2.3 大型复杂装备的维修特点 |
2.2.4 大型复杂装备各种子系统的维修特点 |
2.3 大型复杂装备虚拟维修训练系统功能分析 |
2.3.1 虚拟维修训练系统的信息要求 |
2.3.2 大型复杂装备虚拟维修训练系统功能需求 |
2.4 虚拟维修训练系统对大型复杂装备信息需求分析 |
2.4.1 电子系统维修信息的需求分析 |
2.4.2 机械系统维修信息的需求分析 |
2.4.3 液压系统维修信息的需求分析 |
2.5 人体维修活动信息需求分析 |
2.5.1 接触阶段人体动作分类 |
2.5.2 操作阶段人体动作分类 |
2.6 本章小结 |
3 大型复杂装备虚拟维修训练系统通用框架研究 |
3.1 单维修人员虚拟维修训练系统仿真对象研究 |
3.2 基于HLA大型复杂装备虚拟维修训练系统研究 |
3.2.1 基于HLA虚拟维修训练系统设计方法 |
3.2.2 基于HLA虚拟维修训练系统结构 |
3.3 联邦成员结构 |
3.3.1 虚拟维修任务控制模块 |
3.3.2 人机交互模块 |
3.3.3 虚拟环境生成和输出模块 |
3.3.4 联邦成员间交互模块 |
3.3.5 虚拟维修训练样机技术 |
3.4 基于HLA虚拟维修训练系统实现方法研究 |
3.4.1 分布交互层 |
3.4.2 数据支持层 |
3.4.3 仿真层 |
3.4.4 应用层 |
3.5 本章小结 |
4 基于维修知识描述网MKDN维修知识描述研究 |
4.1 基本Petri网介绍 |
4.2 维修知识描述Petri网MKDN |
4.2.1 定义 |
4.2.2 MKDN自上至下分析法 |
4.3 基于MKDN维修训练想定建模 |
4.3.1 资源 |
4.3.2 维修操作 |
4.3.3 约束条件 |
4.3.4 基于MKDN维修想定建模规则 |
4.4 基于MKDN对象行为建模 |
4.4.1 对象外部结构 |
4.4.2 对象内部结构 |
4.5 本章小结 |
5 大型复杂装备虚拟维修训练智能辅助训练技术研究 |
5.1 知识表示 |
5.1.1 框架表示法 |
5.1.2 面向对象表示法 |
5.2 基于案例的推理机制 |
5.2.1 基于案例推理技术概念 |
5.2.2 不精确推理计算方法 |
5.2.3 决断故障是否存在的准则 |
5.2.4 诊断推理逻辑 |
5.3 学生模型 |
5.3.1 学生模型的内容结构 |
5.3.2 学生模型中数据的实现 |
5.3.3 训练模型数据实现 |
5.3.4 学生知识水平模糊评估算法 |
5.3.5 学生维修能力模糊评估算法 |
5.4 训练策略 |
5.5 本章小结 |
6 大型复杂装备虚拟维修训练系统面向Agent设计研究 |
6.1 虚拟维修训练系统面向Agent设计 |
6.2 维修训练Agent设计 |
6.2.1 慎思子系统设计 |
6.2.2 反应子系统设计 |
6.3 维修训练Agent基于RTI通讯机制研究 |
6.3.1 HLA对象模型的特点及一般性设计方法 |
6.3.2 基于维修规程定向发布对象模型设计方法 |
6.3.3 维修训练Agent反应子系统设计 |
6.4 本章小结 |
7 某型导弹地测发控系统虚拟维修训练系统设计 |
7.1 功能与特点 |
7.2 任务分析 |
7.3 系统开发的软硬件平台 |
7.3.1 硬件平台 |
7.3.2 软件平台 |
7.3.3 性能指标要求 |
7.4 关键技术研究与实现 |
7.4.1 基于MKDN的维修知识描述与实现 |
7.4.2 使用空间球实现虚拟人状态控制 |
7.4.3 使用位置跟踪器实现虚拟手臂状态控制 |
7.4.4 数据手套的使用及对虚拟手的控制 |
7.4.5 虚拟环境下线缆建模 |
7.5 本章小结 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
作者在攻读博士学位期间发表论文和参与的课题 |
(9)分布式防空武器系统仿真平台及关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
1 绪论 |
1.1 高炮防空武器系统仿真平台概述 |
1.1.1 目的与意义 |
1.1.2 研究目标 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 军用仿真技术的发展 |
1.2.1.1 单武器平台仿真 |
1.2.1.2 多武器平台仿真 |
1.2.1.3 训练仿真 |
1.2.1.4 军用仿真技术在国外的发展 |
1.2.1.5 军用仿真技术在国内的发展 |
1.2.2 防空武器系统的仿真研究方法 |
1.2.2.1 基于解析模型的方法 |
1.2.2.2 基于计算机仿真的方法 |
1.2.2.3 基于试验床的方法 |
1.2.2.4 军事演习的方法 |
1.2.3 分布交互仿真技术 |
1.2.3.1 DIS的定义、组成和技术特点 |
1.2.3.2 DIS的体系结构与关键技术 |
1.2.3.3 聚合级仿真协议(ALSP) |
1.2.3.4 高层体系结构HLA发展与组成 |
1.3 高炮防空武器系统仿真平台中主要相关技术 |
1.4 高炮防空武器系统仿真平台研究思路 |
1.5 论文结构 |
2 通用实时分布式防空武器系统仿真平台分析与设计 |
2.1 必要性和可行性分析 |
2.2 系统设计思想与原则 |
2.2.1 设计思想 |
2.2.2 设计原则 |
2.3 系统分析 |
2.3.1 系统组成及功能 |
2.3.2 系统工作方式分析 |
2.3.3 交互信息及其特征分析 |
2.3.4 技术特点与难点 |
2.4 目标运动模型设计 |
2.5 网络环境下的目标命中评估模型设计 |
2.6 仿真平台的可信性检验 |
2.6.1 形象逼真性检验 |
2.6.2 内在逼真性检验 |
2.7 本章小结 |
3 分布交互式网络系统设计与实现 |
3.1 一种基于SOCKET编程的分布式网络构建与实现方法 |
3.1.1 网络硬件组成与软件设计思想 |
3.1.2 分布式系统的网络同步管理 |
3.1.2.1 主控节点 |
3.1.2.2 功能节点 |
3.1.3 分布式系统的进程规划与协调 |
3.1.4 分布式系统各节点与网络软件接口界面设计 |
3.1.5 网络性能测试 |
3.1.5.1 网络传输 |
3.1.5.2 功能节点处理时间 |
3.1.5.3 实际测试方法及结果 |
3.2 基于HLA/OMT/RTI的分布交互建模与设计 |
3.2.1 基于HLA的仿真开发概述 |
3.2.1.1 联邦开发过程 |
3.2.1.2 联邦成员开发过程 |
3.2.2 高炮防空武器系统仿真平台SOM/FOM建模 |
3.2.3 基于HLA/RTI的高炮武器系统仿真平台通讯模块设计 |
3.2.3.1 联邦成员的分层式体系结构 |
3.2.3.2 HLAFacility基本原理与设计 |
3.3 本章小结 |
4 基于微机的三维图形实时成像技术与应用研究 |
4.1 三维图形实时成像技术 |
4.2 基于瞄准镜视景的单柄跟踪激光测距仿真系统研究 |
4.2.1 视景仿真与OpenGL |
4.2.2 仿真模型 |
4.2.2.1 飞机仿真模型 |
4.2.2.3 战地背景模型 |
4.2.3 单柄杆控制 |
4.3 虚拟式小高炮跟踪训练与评估系统设计 |
4.3.1 设计方案与特点 |
4.3.2 实现方法 |
4.3.2.1 光学跟踪信号源 |
4.3.2.2 虚拟火炮 |
4.3.2.3 射击与命中仿真 |
4.3.2.4 训练质量评估 |
4.4 基于微机和OPENGL的图形图象实时生成与显示关系研究 |
4.4.1 建模问题 |
4.4.1.1 几何模型与运算量 |
4.4.1.2 形象模型与运算量 |
4.4.2 多任务并发处理问题 |
4.4.3 图形加速卡问题 |
4.5 本章小结 |
5 基于PLSE的通用雷达装备虚拟式模拟训练系统研究 |
5.1 基于PLSE开发策略 |
5.1.1 PLSE的基本概念 |
5.1.2 基于PLSE的平台概念 |
5.2 通用雷达装备虚拟式模拟训练系统体系结构 |
5.2.1 领域特征模型 |
5.2.2 领域体系结构框架分析与设计 |
5.2.3 行为模型 |
5.2.4 专用组件 |
5.2.5 框架中的消息模型 |
5.3 平台的系统体系结构 |
5.3.1 核心资源 |
5.3.2 辅助工具 |
5.3.3 基础设施 |
5.4 平台的技术体系结构 |
5.5 基于平台的应用系统开发过程(应用工程模型) |
5.6 XX雷达装备全任务虚拟式模拟训练系统 |
5.7 本章小结 |
6 多模式跟踪系统仿真及时空同步问题研究 |
6.1 系统功能要求与组成 |
6.1.1 系统功能要求 |
6.1.2 多模式跟踪系统模拟器的基本组成 |
6.2 多模式跟踪系统仿真的基本原理 |
6.3 多模式跟踪系统主要功能的仿真实现 |
6.3.1 主仿真机功能与实现 |
6.3.1.1 系统状态监控逻辑及运行管理 |
6.3.1.2 系统信息交互 |
6.3.2 终端显示与控制系统模拟 |
6.3.3 天控系统模拟 |
6.3.3.1 天线模型 |
6.3.3.2 天线驱动与CTVSS摄象机视景的同步 |
6.3.3.3 “点头”搜索模拟 |
6.3.4 电视跟踪系统模拟 |
6.4 本章小结 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
作者在攻读博士期间发表的论文和参与的课题 |
(10)虚拟装备仿真训练系统中的一种行为建模方法(论文提纲范文)
1 引言 |
2 物理行为仿真 |
3 虚拟装备仿真训练系统中的行为建模 |
3.1 部件状态之间的逻辑关系模型 |
3.2 操作流程中的行为控制模型 |
3.3 用户操作评价 |
3.4 行为模型的实现方法 |
4 总结 |
四、虚拟装备仿真训练系统中的一种行为建模方法(论文参考文献)
- [1]复杂煤层条件下综采工作面VR仿真系统及关键技术研究[D]. 姜朔. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]特种装备全生命周期重要环节实时仿真关键技术研究[D]. 刘宇涵. 燕山大学, 2020(01)
- [3]学习驱动的CGF决策行为建模方法研究[D]. 张琪. 国防科技大学, 2018(01)
- [4]虚实结合的武器装备试验方法的若干技术研究[D]. 王鹏. 国防科技大学, 2018(01)
- [5]虚拟人及其在某型武器维修训练系统中的应用研究[D]. 李洁. 南京理工大学, 2010(08)
- [6]虚拟作战系统及其主体行为研究[D]. 徐海峰. 天津大学, 2007(04)
- [7]大型复杂装备虚拟操作训练系统设计方法研究[D]. 马立元. 南京理工大学, 2006(01)
- [8]大型复杂装备虚拟维修训练平台技术研究[D]. 苏群星. 南京理工大学, 2005(01)
- [9]分布式防空武器系统仿真平台及关键技术研究[D]. 朱元昌. 南京理工大学, 2004(02)
- [10]虚拟装备仿真训练系统中的一种行为建模方法[J]. 刘玉海,刘鹏远,张锡恩. 系统仿真学报, 2001(S2)