船载综合信息显示系统半实物仿真设计与实现

针对船载综合信息显示系统在实体船舶内开发不方便的问题,提出了一种半实物仿真系统的设计与实现方法。结合"科学三号"海洋科学考察船的综合信息显示系统的设计和开发过程,从体系结构、信息流程和实现方法3个方面对半实物仿真系统的设计和实现过程进行了探索。实践结果表明,这种半实物仿真系统一方面可以为实际系统的体系结构、信息流程设计提供支持,另一方面可以为实际系统应用软件的开发提供较为真实的环境,有效的缩短开发时间和降低开发风险。

空间信息网络可靠传输协议研究

设计了与传统TCP相兼容的空间信息网络可靠传输协议STP。协议针对空间环境特点从慢启动算法、拥塞避免算法、快速重传和快速恢复算法等多方面对传统TCP进行综合改进,仿真分析结果表明STP协议比传统TCP性能有较大提升,也比主要针对卫星通信的TCP改进协议的性能有一定改善。能较好地适应空间信息网络中的信息可靠传输需求。

多投影仪无缝拼接显示中的颜色校正技术比较研究

基于多投影仪的无缝拼接显示是对图形、图像、视频等进行大范围、高分辨率显示的一种有效实现方式。多投影仪无缝拼接显示的一个关键是解决颜色失调问题,而现有的颜色失调原因的分析结果可归纳为投影仪输出颜色的变化特性和投影屏幕与投影环境的影响两个方面。近年来,为解决该问题已提出了多种颜色校正技术,而根据解决颜色失调问题的原理和实现方法的不同,这些技术可分为基于边缘融合的校正技术、基于单一投影光源的校正技术和基于颜色/亮度输出匹配的校正技术3类,并对这3类技术在无缝拼接显示效果、可维护性和可扩展性等方面的优缺点进行了较详细分析,该领域下一步的研究将会朝着兼顾不同投影机类型、不同形状和反射特性的投影屏幕和考虑运动中观察者的实时颜色校正方向发展。

基于PC机群的多通道视景仿真技术研究

使用PC机群实现多通道视景仿真,可以在给用户带来强烈的沉浸感和较大的视野的同时得到很高的性能价格比。讨论了包含用户交互控制下的静态场景和独立数据驱动下的动态实体的的多通道视景仿真系统的体系结构,提出了在该结构下的视景同步方法和动态实体的运动平滑算法。实验结果表明两种技术实现了基于PC机群的大规模场景、多运动实体的视景仿真中多通道视景的同步和运动实体的平滑,在保持画面流畅的同时满足了用户的交互要求。

基于半虚拟技术的嵌入式分区系统设计与实现

针对嵌入式系统的高可靠性和高安全性要求,设计了基于半虚拟技术的分区系统。在RTEMS实时操作系统中,使用半虚拟技术实现虚拟机监视器,给分区操作系统PLINUX创造虚拟环境。通过地址映射机制和分区调度,把分区系统在空间和时间上隔离开,可有效阻止分区的错误传播,提高系统的容错能力。对系统可靠性、调度效率等方面进行试验和分析,实验结果表明,该分区系统的可靠性明显提高,而且继承了RTEMS的实时性和设计的简洁性。

基于机动平台序列图像的空间飞行器定轨技术研究

针对机动观测平台单目光学成像系统的特点,在不能测定目标飞行器位置和速度的前提下,通过对成像系统与空间飞行器空间关系的分析,提出了视平均运动角速度与真平均运动角速度的概念,并构建了关于二者的约束方程,实现了基于测角数据的观测斜距的估计,从而解算出定轨所需的初始状态参数。基于观测斜距估计的轨道确定方法把对空间飞行器的定轨问题,归结为根据图像序列计算目标测角和根据测角数据确定观测斜距,解决了利用空间单目光学成像数据的定轨问题,并以高轨卫星为实例对定轨精度进行了仿真验证。

基于刚体运动学仿真的坦克训练模拟系统研究

根据坦克部队作战特点,以计算机技术、网络技术、系统仿真与模型方法为基础,将HLA与坦克分队战术训练相结合,把分散在不同地点的人与设备"连接"到同一模拟训练环境中;将虚拟现实技术与半实物仿真模拟器相结合,建立具有时空一致性的系统合成的虚拟"战场环境";将刚体运动学与解析几何相结合,解决坦克实体模型视景仿真和坦克直线运动与转向运动中的六自由度刚体运动学模拟技术。遵循这一技术路线,完成了以计算机仿真技术与军事训练专业的复合应用为目的的分布式坦克训练模拟与分析系统。

分布式仿真系统中的数据传输研究

为提高分布式仿真系统内部有效数据传输效率,满足系统实时性要求,以车辆定位监控仿真系统为问题原型,提出一种基于运行时间支撑系统数据分发管理(RTI-DDM)和套接字(Socket)的双层数据传输模型。该模型一方面利用RTI-DDM来限定传输数据的范围,有效降低系统内部冗余数据的传输;另一方面,利用Socket技术在仿真实体之间建立点对点的直接传输,从而提高系统的运行效率。对比实验结果表明,在相同仿真交互数据量下,该模型相对于传统RTI数据传输模型,数据传输延时平均缩短50%。

训练仿真系统中命令校验与转发的研究与实现

为提供接近真实的模拟应急救援训练环境,正确地校验、快速地转发指挥救援命令,提出了某型应急救援训练模拟仿真系统中命令校验与转发系统的体系结构。为应对客户端数量的动态变化,提出了预先配置与动态增减待监视的客户端相结合的方法。为方便系统快速升级,采用了初始化阶段预加载记录命令处理规则信息的辅助文件的方式,从而实现了通过修改辅助文件升级系统的功能。实验结果表明,该系统可以高效地完成命令的组装、校验和转发工作,具有良好的可扩展性和灵活性,能满足应急救援训练模拟的需要。

飞行器航迹规划研究现状与趋势

介绍了飞行器航迹规划的特点,从安全性、航迹约束、飞行器的协作性以及规划时间等方面分析了飞行器航迹规划的基本需求;对当前国内外航迹规划研究现状进行了阐述,从规划环境表示、约束条件处理、航迹的隐蔽性、算法的实时性、可替换航迹、多飞行器协调规划等方面指出了现有规划方法需要解决的问题;指明了飞行器航迹规划进一步的研究方向。

网络编码的研究进展

网络编码允许网络节点在传统数据转发的基础上参与数据处理,已成为提高网络吞吐量、鲁棒性和安全性的有效方法.在介绍网络编码基本原理的基础上,比较了集中式和分布式网络编码构造方法的优缺点,并对实用网络编码设计中涉及的同步、纠错、编解码速度等问题进行了评述;进而,对网络编码在无线网络、P2P系统、分布式文件存储和网络安全等领域的最新应用进行了总结;最后对网络编码的理论和应用研究的发展趋势进行了分析与展望.设计简单高效的实现机制,并与其他领域的技术如信道编码与调制、路由算法、队列调度以及流媒体技术等的结合,将是网络编码发展的一个重要趋势.

延迟/中断可容忍网络研究进展

DTN网络是一类延迟/中断可容忍网络,具有长延时、某一时刻不存在端到端链路或者链路频繁中断、节点存储/计算能力低等特点,与现在的地面有线网有着根本的区别,所以现有网络协议,如TCP协议等无法满足DTN网络应用.在介绍DTN网络起源和特点的基础上,详细描述了DTN网络中几个典型的网络协议;比较了不同的DTN网络路由算法;对DTN网络在深空探测、野生动物研究、湖水质量检测、偏远地区通信等领域的应用作了介绍;最后对DTN网络未来的研究趋势进行了分析与展望.

亚像素级图像配准算法研究

在很多应用领域,要求图像配准的精度达到亚像素级。对现有的亚像素级图像配准算法进行了分类,介绍了几种最主要的亚像素级精度的配准方法,包括基于插值的方法、扩展的相位相关法、解最优化问题法,并对这些算法的思路、性能特点和最新进展进行了综述。然后从几个评价标准对各种算法进行了比较,分析了各自影响性能的因素和性能提升的空间。最后对未来的发展趋势进行了展望。

一种基于HLA的卫星仿真系统的设计与实现

针对当前卫星仿真中仿真工具可扩展性差和空间环境模型复杂的问题,设计并实现了一种基于HLA的分布式卫星仿真系统。在架构设计层面,遵循分布式系统设计思想,把系统自底向上划分为数据支撑层、仿真支撑层和仿真应用层,并基于负载均衡的考虑,设计了四个功能集中的仿真应用子系统。在系统实现层面,结合虚拟现实技术,实现了想定方案的灵活配置以及星空环境和在轨卫星的实时渲染,搭建了支持多种卫星仿真应用的通用仿真运行平台。在仿真应用层面,实现了在此平台上对卫星编队变轨过程的仿真,并实时采集仿真数据对仿真结果进行分析和评估。

星空环境成像效果的仿真研究

在分析星空环境下相机成像机理的基础上,从相机光学系统,光感受器工作特性和光圈衍射过程三个方面对星空环境下的成像系统进行了建模。基于这些模型,深入分析了星空环境下成像过程中背景离焦模糊,运动模糊和星芒这三种效果的形成原因并提出了针对性的模拟方法。应用这些方法的一系列仿真实验结果表明了所提方法的有效性。

分布式仿真系统的多通道视景生成

多通道视景生成可以给用户带来具有强烈沉浸感和宽视野的数据可视化效果。讨论了一种在HLA仿真架构下,基于PC机群的分布式仿真系统的多通道视景生成的体系结构,以及在该体系结构下各主要功能模块的工作流程。实验结果表明,该系统在实现分布式仿真系统数据驱动下的多通道静态场景、动态实体实时生成的同时,能够及时响应用户的交互操作,并且具有很高的性能价格比。

Adhoc网络寻路阶段的合作激励机制研究

如何激励属于不同利益最大化实体的自私节点合作是当前Adhoc网络研究中的一个热点问题.现有的自私节点检测和激励机制主要针对数据传输阶段,不能适应寻路阶段的特点.文中基于邻居节点中继和生成的路由请求包之间的统计关系,提出了一种适用于按需路由协议寻路阶段的自私行为检测和惩罚机制,并利用博弈论工具将其建模为噪声环境下的重复囚徒困境博弈,对算法激励合作的有效性进行分析.理论分析和仿真结果显示,该算法能够有效地惩罚寻路中的自私行为,促进节点合作.

基于改进模拟退火算法的观察点设置问题研究

观察点设置问题是地形可视性分析中的一类重要问题,在空间信息辅助决策、电信、野生动物保护等领域有着广泛的应用。在深入分析观察点设置问题特点的基础上,对经典模拟退火算法的状态产生过程和状态更新过程进行了问题相关的改进。状态函数的设计同时考虑了观察点的视域和彼此之间的距离影响,而退温函数的设计则实现了高温阶段的退温时间远长于低温阶段的退温时间,提高了计算效率。仿真实验表明,基于改进模拟退火算法的观察点设置问题计算时间比采用经典模拟退火算法减少了50%-95%,并且问题解决准确度也有一定提高。

基于MAS/GIS技术的车辆指挥中心及其实现

随着通信技术的发展,车辆的实时监控已经成为十分重要的研究课题。介绍了一个基于GIS/MAS/无线通信的车辆实时监控系统的整体解决方案,并讨论了基于该方案实现的指挥中心软件体系、功能及其实现原理。

基于工作流的卫星调度系统

根据当前卫星网络发展趋势和对卫星网络资源进行充分有效利用的应用需求,对卫星网络的特点进行了研究,分析了当前卫星调度系统研究的局限,并介绍了工作流模型以及根据卫星应用进行的相关改进。在此基础上,提出了一种针对由多个子任务构成的复杂任务、基于工作流模型的分层卫星调度系统。该卫星调度系统可以协同多种卫星资源,并自适应地调度卫星任务。对该卫星调度系统的体系结构、系统关键模块、调度流程以及几种优化机制进行了详细阐述。最后通过实验结果表明了该调度系统的可行性和有效性。