分布式仿真系統(tǒng)中的虛擬環(huán)境生成技術(shù)研究.pdf

1、本文圍繞分布式仿真系統(tǒng)中的虛擬環(huán)境，對其理論和關(guān)鍵技術(shù)進行了深入研究與討論。 重點研究了場景繪制加速算法、多分辨率層次細節(jié)建模、分布式仿真支撐工具、基于硬件的加速繪制、開發(fā)和應(yīng)用集成框架等，在研究虛擬環(huán)境生成技術(shù)的基礎(chǔ)上，將其關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用到虛擬環(huán)境的構(gòu)建中，結(jié)合復(fù)雜電磁環(huán)境仿真和電力系統(tǒng)仿真等具體應(yīng)用，擴展和驗證了相關(guān)的理論和算法。主要研究工作包括： 系統(tǒng)介紹了大規(guī)模真實感場景快速繪制的相關(guān)技術(shù)，提出了基于空間和運動特性

2、約束的場景組織方法，采用可見性計算技術(shù)進行復(fù)雜場景加速繪制，基于場景的樹型結(jié)構(gòu)分別設(shè)計了靜態(tài)場景的可見性預(yù)計算和動態(tài)場景的可見性修正算法；在研究邊折疊模型簡化算法的基礎(chǔ)上，提出了一種具有特征參數(shù)約束的邊折疊算法，給出了一種針對動態(tài)模型的基于梯度場的漸進網(wǎng)格和層次細節(jié)模型過渡區(qū)生成算法；深入研究了基于圖形硬件的加速繪制方法。 針對大型分布式仿真系統(tǒng)中虛擬環(huán)境開發(fā)的復(fù)雜性和日益迫切的應(yīng)用需求，跟蹤場景繪制、圖形硬件、分布式仿真和軟件

3、設(shè)計模式的新進展，設(shè)計了基于OpenSceneGraph的三維場景渲染引擎和基于CERTI的分布仿真支撐工具，實現(xiàn)了一個分布式可擴展的虛擬環(huán)境開發(fā)框架。利用該開發(fā)框架，研究了動態(tài)數(shù)據(jù)的時空一致性問題，設(shè)計了分布式仿真系統(tǒng)中的動態(tài)環(huán)境時空一致性的實現(xiàn)機制。 利用GPU 作為快速計算工具，在電磁環(huán)境仿真方面，研究了基于拋物方程的雷達探測范圍模型，基于幾何光學(xué)碰撞檢測算法提出了一種地形遮蔽盲區(qū)的快速算法，實現(xiàn)了復(fù)雜地形條件下的雷達盲區(qū)

4、快速計算；在雷達組網(wǎng)條件下的復(fù)雜電磁環(huán)境仿真方面，研究了復(fù)雜模型快速體素化方法，設(shè)計了基于空間四叉樹結(jié)構(gòu)的表面體素高分辨率GPU 切片法和具有幾何約束的內(nèi)部體素化方法，實現(xiàn)了多部雷達探測區(qū)和警戒區(qū)的快速計算，為雷達組網(wǎng)決策提供了可視化仿真工具；在復(fù)雜目標電磁散射特性估算方面，研究了圖形電磁計算原理，采用光線追蹤算法進行多次散射計算，設(shè)計了一個復(fù)雜目標電磁散射快速算法，實現(xiàn)了多次散射的快速計算。 面向電力系統(tǒng)反事故仿真，基于分布仿