飞行模拟器中的虚拟声音建模与实时渲染技术

虚拟声音的建模与渲染是飞行模拟器虚拟环境仿真中的关键技术,结合物理、心理、建筑、室内声学以及数字音响艺术等多门学科,提出适用于分布式飞行模拟器虚拟仿真系统的离线综合声音建模与动态均衡渲染算法,经过数字压限器、扩展器以及激励器等环节,将大规模音频数据根据虚拟权重进行离线重构;运用五段等响折线法,并结合心理声学构建了基于大规模音源的动态压缩比算法;结合座舱虚拟环境的等效吸声系数算法和混响时间算法;综合功率谱密度函数与特性共振峰,总结出与一系列状态量对应的幅频特性,应用前馈(BP)网络算法对数字均衡器进行实时调参,实现了发动机推力噪声的动态数字音频实时渲染;并基于Direct Sound的音频特效程序接口开发了一套基于高层体系结构(HLA)的分布式飞行模拟器实时音效系统,仿真结果验证了声音建模与渲染算法的有效性。     

虚拟远海环境的建模与渲染技术

通过分波幅和分相位的扰动算法,改进了基于线性风浪谱的圆滑波峰现象;结合SNE(Synthetic Natural Environment)的浪级、风级、浪高,以及平均周期等信息,实现了与环境结合的风浪可视化算法;综合心理声学和音乐声学等主观声音学科,提出了风浪波谱参数的修正方案,并实现了实时风浪噪音算法的均衡器特性参数与增益调参;采用基于流动纹理的过程着色方案;并将环境纹理镜像化后合并,然后进行景象的高斯模糊;着色后修饰环境图像噪声,提高了适用于海洋景象模拟的纹素质量;实现了基于SNE综合自然环境信息的实时远海视听一体化系统,验证了视听算法的有效性.     

矩的显式积分算法研究与应用

矩的求解通常被用于求解有限元、体积、惯性矩等问题中.基于矩的叠加性,首先给出了在三维空间中计算域的离散方式,并推导了矩的显式积分公式,随后将其推广到n维空间中,该表达式易于在计算机上实现;设计了矩的并行计算算法,并通过Fortran和Python混编的方式,实现了矩的并行计算;对多重精度下的样例数据给出了一个算例,实现了零阶矩和二阶矩的计算,并和串行算法、逐次降维算法作出比较,进行了效率分析和误差分析.结果显示,矩的显式积分并行计算算法易于程序实现,并且在效率上高于串行算法,能够很容易推广到高维空间,该算法具有高度可并行性,误差主要来自计算域离散.      

永磁电动机网格自动剖分

有限元法是一种可以用来求复杂工程问题近似解的数值方法,而求解域的网格自动剖分技术有明显的实用价值。本文根据网格自动剖分的一般原则,阐述了稀土永磁直流电动机矩形槽三角形单元的自动剖分方法及相应的几个功能子程序,并利用Auto CAD绘图软件包方便的实现了网格数据检查和图形显示。     

计算机生成兵力

介绍分布交互仿真（ＤＩＳ）环境中计算机生成兵力（ＣＧＦ）的概念,分析ＣＧＦ系统的原理、结构、特点和主要研究内容。介绍现有的ＣＧＦ系统,分析ＣＧＦ系统与人工智能以及ＣＧＦ实体与ＤＩＳ的３种仿真类型之间的关系。     

计算机生成航空兵力的模型设计与实现

以航空兵力为研究对象，着重研究空中计算机生成兵力（ＣＧＦ）的模型设计及实现技术。并对构造航空兵ＣＧＦ系统的意义进行了分析，叙述了含有虚拟（ＶＲ）技术失工交互仿真实验系统的系统结构和分系统组成成分。同时还分析了ＣＧＦ系统中智能数字飞机的模型特点，重点介绍了动力学建模方法以及编队模型匠建立及编队飞行能力的实现方法，构造出来的计算机生成航空兵力在实验系统中性能良好，满足总体要求。     

群模糊层次分析法的改进及应用

为了解决层次分析法（AHP,Analytic Hierarchy Process）中基于专家主观评价来构造的两两判断矩阵的一致性问题,提出了一种改进的群模糊层次分析法（IGFAHP,Improved Group Fuzzy Analytic Hierarchy Process）.IGFAHP引入了专家的权重系数和三角模糊数,将AHP扩展到群决策和模糊决策领域,设计了一种基于直接模糊判断矩阵的权重计算方法,通过各指标间可能度矩阵转化为实数值求解权重来改进一致性.定义了在模糊集上的一致性函数,并与AHP分别在3~9层指标上进行了对比测试.通过飞行器总体方案风险评价的实例对IGFAHP进行了应用验证.结果表明,IGFAHP相比AHP降低了使用复杂度并提高了一 致性.      

基于云模型的目标威胁等级评估

目标威胁等级评估的实时性、正确性对于后续作战仿真具有重要意义.提出了基于云模型的威胁等级评估的方法,通过对依据专家经验得到的对定性概念评估的隶属云图的贝叶斯修正,得到了标尺云.由战场态势信息对标尺云的匹配和处理,最终得到了目标威胁评估云图,实现了威胁评估.定性概念对战场态势的描述以及隶属云图体现了模糊性与随机性的较好结合,反映了空战时飞行员获取信息的不确定性的特点.通过实例验证表明:基于云模型的威胁等级评估的方法能有效地实现对目标威胁等级的确定.     

CGF系统中多级智能决策实现方法

对于计算机生成兵力系统中上级指挥员决策模型的建模采用了一种基于似然比的方法;而对于下级指挥员的决策模型的建模采用了一种基于模糊逻辑的方法.基于似然比的方法能够有效完成信息融合,从而给出合理的决策结论.基于模糊逻辑的方法所得到的决策输出充分考虑到了指挥员个人的性格、经验以及战场的具体环境,并且这些决策输出将作为上级指挥员决策模型的信息来源.这些方法在计算机生成兵力系统舰艇兵力设计中的应用表明它们能够有效的完成多级智能决策模型的建模.