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关于仿真技术的国内外研究现状

来源:未知 时间:2016-11-02 字体:[ ] 收藏 我要投稿 浏览:

 伪装效果仿真技术

国外在伪装效果仿真评估方面取得了一定成果,并形成了比较系统的仿真模型,实现从三维场景、光谱特征、辐射传输、传感器硬件成像阶段中多种物理效应的建模。典型的独立软件如英国的CAMEO-SIM(Camouflage Electro-Optical Simulation )、美国的CAMEVA  ( Camouflage Evaluation;一些商用三维视景仿真软件如美国MultiGen-Paradigm公司的Vega、法国OKTAL-SE公司的Workbench等通过加载功能性模块也可提供应用于伪装的仿真场景[}l;基于己有图像的仿真软件如德国的CART ( Camouflage Assessment Real-Time )、澳大利亚的LOMAT system ( Low Observables Motion Assessment Tool system ) 等。但无论技术产品属于哪个国家,该类技术均具有国防背景,属于高度保密,不但相关的设计、仿真软件或功能性模块很难购买,而且有关的详细技术情况也对我国封锁。

国内,吕绪良等研究的“地面目标大面积仿造迷彩自动化设计系统”建立了一套完整的仿造迷彩设计及效果检验自动化体系,并通过目标表面图像运算对目标迷彩图案的设计进行修正,提高了迷彩伪装设计的效果;沈均平等利用三维视景仿真的方法对装备光学伪装效果评估进行了探索。

三维可视化仿真技术

国外的可视化仿真技术研究及应用较为成熟,其产品从早期的军事领域延伸至民用领域。美国站在可视化仿真技术的发展的最前沿,美国国家科学基金会(NSF )中的信息科学与工程学部(CISE)是可视化仿真技术的主要研究部门,其在研的人机互动计划(HIC )对人机互动系统进行了设计和评估研究,其计算计划(HCC),将人作为中心,覆盖各种计算平台,该计划的设备规模从单用户设备到大型异构系统;美国国家航天局(NASA )己经搭建了VR教育系统、空间站VR训练系统、航空、卫星维护VR训练系统等。NASA下的阿姆斯特朗研究中心(ARC)进行了虚拟行星探索(VPE)的实验,设立未来飞行中心进行跑道安全评估仿真等[}o):美国国防部高级研究计划署(DARPA)DARWARS项目对新一代战争训练系统[川。美国空军学院研究了大规模分布综合环境应用中的人机交互问题,海军研究院开发了基于网络化虚拟环境的交互仿真模拟器,陆军研究所为战斗训练开发了电子仿真战场系统;麻省理工学院(MIT)实现了虚拟环境下的对象运动跟踪动态系统;伊利诺斯州立大学(UI)研制了车辆设计分布式VR系统,该系统能够支持远程协作,使不同区域的工程师们通过网络实现实时协作设计[。乔治梅森大学((GMU)开发了一套能够在动态虚拟环境中使用的流体实时仿真系统。加州大学伯克利分校((UC Berkeley)远程沉浸实验室通过实时建模和远程传输共享的方法,开发了远程沉浸式交互系统【gala IBM启动的“Sametime 3D”项目,将虚拟世界整合到Lotus Sametime即时通讯与协作应用软件【ls}o IBM与故宫博物院联合开发了中国首个在互联网上虚拟展现历史文化景点—“超越时空的紫禁城”。

英国在分布式并行处理、辅助设备设计及应用方面在欧洲占有领先地位;德国以FhG-IGD图形研究所和德国计算机中心(GMD)为代表,主要从事虚拟世界感知、虚拟环境控制和显示、宇航员训练、分子结构模拟的研究;日本在虚拟现实游戏方面处于领导地位,其一直致力于大规模仿真数据库方向的研究。东京大学开发了模拟人手的随动机械人手臂主从系统。奈良大学研究的嗅觉模拟器是虚拟现实技术在神经网络研究领域的重要突破。

国内的对三维可视化仿真技术的研究起步于上世纪90年代,北航虚拟现实国家重点实验室是国内虚拟现实研究的代表机构,其开发的分布式虚拟现实应用系统DVENET与天绘实时三维图形平台,实现并设计了分布式虚拟环境网络、实时三维动态数据库以及虚拟现实应用系统开发平台flsl;北京大学设计了基于PC机的VR系统;浙江大学CAD&CG国家重点实验室专注于几何、图形和视觉计算理论与算法、虚拟现实、可视分析、基础平台软件和应用系统等方面的研究,开发了一套桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统;清华大学以QuickTim。技术为核心制作了全景“布达拉宫”;上海大学CIMS中心基于IRIX实现了的虚拟科技园区环境实时漫游系统。

仿真效果评估技术

在国外,对仿真系统的评估问题首先由ConwayMaxwell等人提出并进行了研究,FishmanKiviat提出了评估仿真模型应包括模型校核(Verification)和模型验证( Validation)两个主要方面;Bald认为可信度评估过程需要贯穿于仿真研究的全生命周期中,他将仿真研究的全生命周期划分为仿真开发的10个步骤、10个过程及贯穿于其中的13个可信度评估步骤[221 a Foster L提出了视景仿真逼真度的评估方法,即首先将仿真活动抽象为被仿真的世界F、概念模型G以及对概念模型的仿真执行H三个层次,最后用误差测量的倒数表示视景仿真的逼真度[[231 o Gross D.C.提出把逼真度分为三个方面:存在性、属性、行为,然后将逼真度看做一个三维向量,通过每个方面比较模型和参照物之间的差值来量化逼真度。

在国内,张伟提出了一种模糊评判的方法,将多个专家的意见引入建立的模糊模型,得到一种模糊性的评判结论。王金华等人提出了对可信度评估进行扩充的思路,提出了视景仿真系统可信度评估的体系结构,并对模糊AHP评估方法进行了改进,减少了评判专家的主观臆断,扩充了视景可信度评估的适用范围[26]。王曙钊对VV&A基层指标度量模型进行了研究,提出了具有程度属性的逻辑类指标进行加权的三种权函数曲线,确定了对逻辑类指标的归一化规则,可以应用于对仿真性能、功能、模型或子系统综合逼真度的度量。

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作者:郑编辑 责任编辑:郑编辑

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