题   目

作者

摘  要

数字三峡文化遗产保护专辑

Networked 3D Virtual MuseumSystem

Yong-Moo Kwon,Ig-Jac Kim,Sang Chul Ahn,Heedong Ko,Hyoung-Gon kim

Virtual heritage has become increasingly important in the conservation, preservation, and interpretation of our cultural and natural history.

The Immersive Cockpit System for Cappturing Natural Heritage

Wai-Kwan Tang Tien-Tsin Wong Pheng-Ann Heng

When the damage to a natural heritage is unavoidable, recording the natural heritage before damage may be the only way we can achieve to preserve the heritage in digital format. In this paper, we introduce a video-based tele-immersive system, called the Immersive Cockpit. It captures live videos from the interested site and recreates an immersive environment at the remote site where the user situates. With this system, users/audiences can immerse into the recreated natural heritage even the heritage no longer exists. The design goals of our system are real-time, live, low-cost and scalable. We stitch multiple video streams captured from ordinary CCD cameras to generate a panoramic video. To avoid being blocked by the supporting frame, we allow a flexible placement of cameras. This approach trades the accuracy of the generated panorama image for a larger field-of-view. The panoramic video is presented on an immersive display which covers the field-of-view of the viewer. We discuss how to correctly present the panoramic video on this non-planar immersive display screen by sweet spot relocation. We also present the result and the performance evaluation of the system.　

古代敦煌壁画的数字化保护与修复

潘云鹤, 鲁东明

   提出了一整套数字化壁画保护修复的技术，并描述了利用该技术进行数字化壁画保护修复的系统体系结构及运行机制。首先提出了智能化交互的壁画临摹辅助技术和基于色彩协调的壁画色彩演变技术。然后介绍了根据相应技术实现的智能化壁画临摹辅助系统和石窟壁画文物保护修复辅助系统。文章的最后提出了在数字化文物保护、研究、修复与开发利用方面的进一步设想。

虚拟世界自然文化遗产保护关键技术概述

胡伟爔，潘志庚，刘喜作，方贤勇，石教英

20世纪末诞生的虚拟现实技术为保护古老遗产带来了新的曙光。结合目前成熟的多种数字化处理的关键技术，如基于图片的绘制和重建，图片检索及其修复，版权保护和沉浸式虚拟系统等，数字化自然文化遗产将对保护自然文化遗产有重要作用。同时根据目前国内外的数字化遗产的工作情况，说明数字化自然文化遗产已成为必然的趋势，以及其具有的巨大潜力。

山东大学考古数字博物馆设计与实现

向  辉, 孟祥旭, 杨承磊

给出了基于虚拟现实以及相关技术实现的山东大学考古数字博物馆的设计与实现。首先介绍了该系统的设计背景，然后就该系统中数字化内容与技术方法进行说明，随后介绍了系统软件的组成以及各部分的设计要点，其中重点是以虚拟现实技术为核心的文物展示与虚拟场景漫游子系统。最后对数字博物馆尤其是考古类数字博物馆建设的一些关键技术进行了讨论。

虚拟展览馆的构建方法

孙元浩, 龚震宇, 俞建新, 潘金贵

介绍了虚拟展览馆的基本概念，所需的软件及其功能，以及构建虚拟展览馆的各个步骤。针对三峡文化遗产的数字化工作，着重讨论了基于单张展品图像进行建模的技术。包括基于单张图片的相机校准技术的两种原理以及利用这些原理进行相机校准的各种方法，并给出了校准技术的一个实现算法。接着介绍了在相机校正的基础上进行建模的技术以及这个技术的应用。

水下地形的构建与可视化

肖  滨，徐宏飞

与陆地地形建模相比，水下地形的多分辨率建模是一个逆向的过程，它通过较为少量但非常有价值的数据来建立水下地形的拓扑结构。本文提出了一种对地形原始三角边的参数曲线描述方法，在此基础上根据对原始三角形的兴趣值通过分形的方法进行细化，研究实现了不同细化程度的相邻三角形公共边上的无缝连接，并开发实现了基于OpenGL的水下地形可视化应用系统。

户外增强现实系统关键技术及其应用的研究

王涌天，刘 越，胡晓明

增强现实技术是虚拟现实技术发展的一个重要分支，具有虚实结合、实时交互、三维注册的新特点，户外增强现实系统是近年来增强现实技术方面的一个新的研究方向，建立一个成功的户外增强现实系统的最大障碍是缺少在户外条件下的准确跟踪技术。本文分析了实现户外增强现实系统的关键技术及其与室内增强现实系统的区别并讨论了户外增强现实系统的进展及应用。

虚拟背景下自助照相中成像技术研究

刘  恒, 李祖枢, 李雪梅, 邵桂芳, 张  华

介绍了与虚拟背景下自助照相相关的一些成像技术。基于蓝背景色调聚类特征的人像提取技术和基于先验知识的阈值获取技术，通过对人像与背景形成的不同聚类构成直方图，并根据先验知识的阈值获取算法，克服了由于环境噪声造成的多峰值现象，顺利地进行了图像分割，较好地提取了人像。基于对比度感知特征的图像融合技术，应用形态学腐蚀方法形成人像的多个边缘层，并赋予不同的系数，根据系数将实际人像与虚拟背景融合以形成新的具有真实感的图像像片。实际应用效果表明这些技术简洁、有效，鲁棒性强。

虚拟人运动控制技术的研究

徐  孟, 孙守迁, 潘云鹤

在参阅和分析了大量有关文献的基础上，对现有的各种实现虚拟人运动控制的方法进行了总结，特别是对当前广泛使用的参数化关键帧技术、基于物理的仿真技术、运动捕获技术以及运动编辑技术等，从理论到具体的实现等各个方面都作了详尽的剖析，并对各种方法的优缺点进行了分析，可为深入研究虚拟人的运动控制提供有益的参考。

基于法向映射的复杂模型的实时绘制技术

张华琪, 王毅刚

为了达到绘制实时，通过用简化的、带有法向映射的三角形模型来逼近原始复杂模型是一种非常有效的方法。算法针对地形模型和一般的三角形网格模型，提出了不同的法向映射的构造方法。这些方法能充分利用现今图形卡的加速功能来快速地生成法向映射纹理。对于已生成的带有法向映射的简化模型，算法给出了两种实时绘制技术，一种方法是适用于一般图形卡，另一种是适用于具有硬件加速的像素渲染功能的图形卡。实验结果显示，算法能在保持较高的绘制帧率的同时保留与原始模型相近的细节。

数字水印技术在数字博物馆中的应用

孙树森, 张明敏, 李  黎, 潘志庚

首先对数字水印技术和博物馆的数字化进行了介绍, 然后就数字水印技术用于解决博物馆数字化过程中的版权保护问题进行了探讨。数字化文物包含文本、图像、音频、视频、三维模型等多种媒体类型，从而需要多种不同的水印算法。数字文物具有其特殊的价值，所以嵌入水印时，应尽量减少对文物品质的降低。所采用的三维模型水印算法之一，在完全不影响原始文物模型品质的条件下嵌入水印。最后，对下一步工作进行了展望。

面向编钟乐舞的动作捕捉技术的研究

邵  未, 张  倩^, 孙守迁

概述了编钟乐舞及其数字化的意义，简述了动作捕捉技术的原理，进而分析了实现编钟乐舞数字化的技术难点。文章着重探讨了脚本设计和传感器布局方法，实现了对原有方案的改进，并且给出了动作捕捉技术在编钟乐舞数字化中应用的整体框架。

综          述

复杂物流系统仿真及其研究现状

朱卫锋, 费  奇

复杂物流系统是一个由若干个制造商、若干个批发商和若干个零售商组成的网状物流链。本文给出了复杂物流系统的结构，分析了复杂物流系统仿真的研究现状，并提出了CLSim的总体结构，同时指出了复杂物流系统仿真研究的三个问题：(1) 复杂物流系统中的不确定性建模，(2) 复杂物流系统仿真模型设计与实现，包括仿真策略选择、仿真模型构造及仿真程序设计与实现三个方面，(3) 复杂物流系统控制。

建 模 与 仿 真 方 法

任务/资源图模型任务调度与资源访问仿真分析（Ⅰ）

瞿继双，李群堂，瞿松柏

任务/资源图仿真建模方法由于包含丰富的时间属性而非常有利于分析复杂离散实时系统。首先简单回顾了任务/资源图建模方法，然后重点探讨了任务实时调度算法和资源访问控制协议。优先级驱动可抢占式算法是任务实时调度的关键，详细分析了RM算法的可调度条件。任务调度时往往会发生资源冲突，从而对任务调度有着决定性的影响，针对对资源访问控制协议对任务可调度性的影响进行了分析

风/光复合发电系统变结构仿真建模研究

茆美琴，余世杰，苏建徽，沈玉梁

提出了风/光复合发电系统（WSHPS）变结构仿真的一般数学模型，包括系统结构定义、系统各部件数学模型。在此基础上，在C++ Builder 环境下开发了相应的仿真软件。运用该软件，对一实例进行了计算。结果表明：利用该文提出的变结构仿真数学模型及相应仿真软件，用户可以重构多种结构的风/光复合发电系统并进行计算机仿真计算，从而能够预测系统的性能，如，太阳电池阵列功率、风力发电机功率、与负载功率之间的匹配性，控制策略的合理性，以及系统运行的效率等等。

磁轴承柔性转子系统动力特性建模与优化仿真

孙首群, 虞  烈

建立了电磁轴承柔性有质转子系统计入陀螺、阻尼、轴-径向动力耦合及机械-电磁-控制系统耦合等影响的动力特性分析计算数学模型。导出了多变量控制系统的标准化系统矩阵向量方程。以系统仿真响应为目标，通过复合寻优方法实现了系统最佳工作区(点)的求解。对优化仿真结果与试验现场调试结果进行了对比分析。.

陀螺仪温度建模研究

张广莹, 邓正隆, 傅振宪

介绍了陀螺仪温度试验系统的结构和特点，用该系统进行了某型陀螺仪的温度速率试验与位置试验。在试验数据的基础上，分别使用线性回归算法和小波网络建立了陀螺仪的静态温度模型。线性回归法算法简单，已用于实际工程中；而小波网络辨识可以任意逼近陀螺仪温度模型的非线性特性，得到更好的辨识精度。

电动汽车运动学建模与模糊控制

李竟成, 曹秉刚, 康龙云, 杨仲庆

电动汽车的总体驱动效率是电动汽车研究的一个重要问题。通过对电动汽车进行整车运动学建模，分析比较了前轮驱动和后轮驱动、单电机和双电机轮边驱动四种情况下的整车驱动效率，提出了一种通过对双电机驱动力矩进行模糊控制的方法，应用该控制方法可以使整车驱动在转向控制时的效率有较大提高。

基于WTK的灌装线主机运动建模

王永超，孙  健，陈新度，何汉武

在基于WTK虚拟仿真平台的灌装生产线虚拟环境中，提出一种新的主机运动学模型的建模方法，即利用对等模型和辅助节点。结合卸箱机的运动建模说明其原理。这一方法可简化场景结构，减少节点任务数量，提高机构运动的同步性，并且简单直观，易于理解和实现。

稀土超磁致伸缩转换器的动态特性仿真研究

王传礼^,丁 凡, 张凯军

超磁致伸缩材料（GMM）是一种新型的功能材料，具有应变大，响应速度快，能量传输密度高和输出力大等特点。本文阐述了利用国产超磁致伸缩材料研制的电-机械转换器结构，工作原理，建立了其动态特性模型，利用/FONT>MATLAB中的SIMULINK构建了仿真模型并对其动态特性进行了仿真研究。仿真结果与实验结论虽有差异但基本吻合。

仿真算法与软件

分布式仿真中聚合模型网络通信的研究

叶雄兵

网络通信是制约分布式仿真系统扩展性的“瓶颈”，本文针对聚合模型进行分布式仿真中网络通信频繁、信息交互量大的特点，从信息交互协议和信息交互方式两方面进行探讨，提出了采用变长交互协议，使用预估DR算法来减少仿真中聚合模型信息的交互量。实验证明：该方法较好地解决了仿真中信息交互 “瓶颈”问题。

一类闭排队网络引入遗忘因子的优化算法研究

周亚平, 殷保群, 奚宏生, 唐  昊

在闭排队网络服务策略的优化中，基于对系统一条样本轨道的仿真进行策略优化是一种很有实用意义的方法。但在具体优化过程中，过多的仿真次数是影响寻优速度的重要因素。该论文提出了一种引入遗忘因子，利用参数取旧值时的仿真中所获得的信息进行优化的方法，使寻优速度有显著提高。

王印松，刘武林

为了使一种基于两维控制规则基的PID型模糊控制器具有参数在线学习功能，提出了一种包含一个自回归神经元的五层模糊神经网络，并根据梯度下降法，给出了它各层权值的修正算法，该网络可以在反馈控制系统中作为一个自学习控制器来使用。最后，根据有关定理，给出并证明了该网络各层权值学习速率的收敛准则。

薄板坯连铸凝固应力分析的有限元算法的研究

陈登福, 廖  琪, 白晨光, 刘清才, 董凌燕, 温良英, 冯  科

研究了薄板坯凝固过程坯壳中的二维热弹塑性蠕变应力模型有限元求解实现的方法。讨论了采用三角形单元的模型有限元求解理论，铸坯凝固前和凝固后使总刚度矩阵非零元素的半带宽最小的节点与单元自动剖分和编号的原则、顺序及方法。探讨了采用变带宽压缩存储技术实现半带宽内元素存储的方法，以及应用直接三角分解法求解平衡线性方程组的方法；给出了用初荷载法将铸坯热应力和高温蠕变应力问题转换为单元节点等效荷载的结果。该模型已成功应用于薄板坯、方坯等连铸凝固过程的应力分析中。

李  军，王绍棣，常建刚，孙知信，王汝传

针对在Windows NT平台上开发基于Vega的视景驱动软件中所遇到的问题，该文从面向对象的软件分析与设计、可复用面向对象的软件技术——设计模式以及Windows的核心机制等诸多方面进行了逐步的分析与设计，并最终给出了一种妥善的通用解决方案。

液压伺服并联机器人的自适应鲁棒跟踪控制

焦晓红，耿秋实，方一鸣，李运锋

针对液压伺服并联机器人存在参数不确定性及外界干扰的特点，通过构造一合适的储能函数，设计了一种自适应鲁棒跟踪控制器。利用所选取的评价函数，可以将外界干扰有效地抑制在任意希望的给定指标以下。所设计的闭环系统对参数变化具有完全的自适应性，并实现了系统轨迹的渐近跟踪。仿真结果表明了该方法的有效性。

虚拟现实与可视化

建筑结构动力反应分析过程仿真表现方法

吴炜煜，潘 鹏，房轻舟

为了更好表现建筑结构动力仿真分析结果，研究利用多媒体表现技术与工程结构分析算法相结合的仿真表现新方法。论文阐述在复杂工程仿真中，运用体绘制算法，变形绘制算法，定性数据表达方法，快速绘制算法和连续仿真场景生成方法，特别是综合应用达到最优表现。具体说明了论文的方法在实现钢筋混凝土框架结构在地震作用下的结构动力反应的仿真表现中的实际效果，验证了这种仿真表现方法的有效性。在以Windows 2000为操作系统，以OpenGL作为开发工具的微型机上实现这种复杂仿真表现，展现了多媒体仿真表现技术广阔的应用和发展前景。

某型导弹飞行－攻击阶段仿真的研究与实现

董光波，马立元，张锡恩，刘鹏远

在导弹飞行仿真中，根据导弹飞行轨迹和外部环境因素的影响实时地仿真控制弹体的方位、姿态与特效是关键点。基于对某型导弹飞行轨迹的实测数据和飞行、攻击特效的研究，采用实测数据作为飞行状态数据库，应用基于规则推理的方法控制事件流程，通过Vega-Creator-VC++仿真开发环境，实现了该导弹从发射至目标攻击阶段的精确仿真，较好地解决了飞行中弹体的方位、姿态控制、弹体行为和各飞行阶段特效的生成等问题，具有较好的实时性。

银河仿真工作站实时图形显示方法

蒋志文，鄢来斌，姚益平

在进行半实物仿真试验时，常常需要观察某些参数的变化情况，需对指定的参数图形进行实时显示。由于在仿真工作站上显示的时间比较长，影响半实物仿真的实时性，为此，提出并实现了在银河仿真工作站上通过D/D和实时网实现的两种异地实时图形显示方法，并给出了两种方法的实验结果，实验证明这两种方法能有效解决半实物仿真的实时图形显示问题。

仿真技术应用（军事仿真应用）

空军战役过程推演系统的想定生成设计与实现

李  群，杨  峰，朱一凡，王维平

介绍了一个用于空军战役过程推演仿真系统的想定开发系统。该系统主要包括战场环境生成、武器装备信息管理和想定编辑子系统。该系统以Sim2000建立的模型类为基础，根据模型类信息建立战场目标，生成战场环境，并支持作战任务的规划。最后本文给出了该系统的设计与实现。

基于组播组的联邦时间推进策略

钟海荣，王召福，金士尧，刘晓建

从时间管理与数据分发管理（DDM）相结合的角度出发，针对当前HLA/RTI规范中计算时戳下限（LBTS）的“过于保守”的缺陷，为了减少计算开销和时间延迟，提出了三种基于DDM组播组的联邦时间推进策略：基于静态组播组策略、基于动态组播组策略和基于动态“扩展组播组”策略，仅利用组播组中的局部信息来计算LBTS，并结合乐观机制来克服因组播组动态变化而可能引起的时间失序。最后讨论了推进策略的性能改进方法及其适用范围。

新型舰炮综合火控系统仿真技术

程健庆

文章在分析了舰炮火控系统的发展需求和现状的基础上，简述了发展新型舰炮综合火控系统的必然性及特点。在此基础上，主要介绍了用于该系统原样研制的半实物仿真系统的用途、组成和功能，重点介绍了该仿真系统的数学模型。最后展望了在该系统全过程应用仿真技术的发展思路。

拖曳声纳的本舰噪声仿真

张明敏，王平波，谈  亮

利用线性预测技术，以AR模型拟合指定功率谱的方法，分别对舰船噪声源中的平稳连续谱部分和时变调制谱部分进行了建模与仿真。采用多个点声源来模拟船体噪声源，按照各个声源的空间位置，并计及海底、海面对声场的一次反射作用，最后得到本舰在拖曳声纳基阵位置上的辐射噪声。

伍智锋，唐  硕

详细研究了基于共享内存机制的分布式飞行仿真系统中仿真模块发布或定购参数时应该遵循的参数声明原则，并分析了仿真系统的参数发布区、参数定购区以及自定购区的构成与特点，最后给出了各参数区的生成算法和一个简单易懂的例子。结合这些技术方法，并采用共享内存机制可以实现飞行仿真系统模块参数在节点间透明共享，从而可以实现分布式飞行仿真应用。

基于环境适应性的无人机电磁仿真研究

宋祖勋，俞卞章，叶  烽，赵  健

电磁环境的日益恶化使得无人机面临着前所未有的威胁。本文通过分析可能遭遇的电磁信号，结合战场电磁环境数据库和任务飞行规划，对基于环境适应性的无人机电磁半实物仿真技术进行了研究，并依据外界电磁环境对无人机的威胁途径，在一定程度上可归结为天线端口和机载电缆，提出了天线端口注入和机载电缆注入的电磁环境仿真方法，从而克服了传统全实物仿真中无法动态仿真电磁环境的弊端，降低了对仿真试验设备和场地的要求。

无人飞行器分布式控制系统集成新技术

徐锦法

无人飞行器（UAV-Unmanned Aerial Vehicles）自主飞行控制系统是一复杂控制系统，需要集成新的控制算法与各种不同组件技术和资源。来自不同类型硬件平台的组件，可能由不同的操作系统支持。分布在不同环境的组件能灵活配置和集成,使系统对环境变化和/或没预测到的事件能够快速响应,实现UAV在线重配和自适应能力。软件技术的最新进展可使飞行控制系统设计发生革命性变化。本文着重介绍一种用于UAV飞控系统集成的全新的开放控制平台(OCP-Open Control Platform)，在介绍第一个OCP应用原型后，给出了下一步要做的工作。

景志宏, 赵谊虹, 程国华, 刘振霞

水下目标识别在国防及国民经济中具有重要的作用。为了提高多神经网络分类器分类结果的有效性和可靠性，本文提出了一种利用多神经网络分类器输出向量来实现对各分类器进行加权的算法。舰船目标实测数据分类实验证明：基于该算法的多分类器融合技术能有效地提高目标识别的性能，同时选择适当的表决阈值又可提高分类结果的可靠性。因此，该算法在水下目标识别系统中具有一定的工程应用价值。

漏入汽轮机真空系统空气量的软测量

李  勇，张瑞青，曹丽华

针对目前汽轮机真空系统漏气量的直接测量一直没有好的方法的问题，文中提出一种基于真空系统严密性试验，并结合BP网络的漏入真空系统空气量的软测量方法。该方法以影响真空下降速度的凝汽器各运行参数以及真空下降速度作为网络的输入，以常规测量方法得到的漏入真空系统空气量作为目标输出，实现对漏入真空系统空气量的软测量。数值仿真结果证明该方法可以较准确地实现在真空系统严密性试验中对漏入真空系统空气量的测量。

其它仿真应用

黄卫东，赵宏波

为了优化中心局邮政通信网络组织和成本管理水平，该文从邮政通信时限与成本的优化匹配及其影响因素分析入手，设计了邮区中心局内部作业处理和动态调度管理的仿真系统，通过对业务模型和信息模型中业务处理、运作方式和管理模式的仿真和评价，为实现目标优化提供依据。

家用冰箱动态特性仿真

丁国良，张春路，卢智利，沈宇纲

通过把冰箱各个部件划分为快模块、慢模块的方法，实现了各部件的相互解耦。为了兼顾仿真的快速性与准确性，系统采用了自适应的变步长算法。并把仿真结果与实验数据进行了对比，得出了仿真结果定性合理，定量准确的结论，为使用该仿真软件进一步研究冰箱性能提供了依据。

无刷直流电机的神经网络控制器的仿真研究

姜卫东，王群京，陈  军，肖本贤

提出了一种无刷直流电机的神经网络非线性跟踪器的设计方法。在无刷直流电机的高性能速度跟踪中，若仅采用传统的PID调节器，则难以克服系统本身参数扰动所带来的转速偏差问题。本文采用双神经元网络的控制方法，一个用于辨识，一个用于控制，并在Matlab与Simulink下进行了仿真。文中提出一种易于应用自适应权值修正的方法，可以加大采样频率。仿真结果表明，这种方法可以在不影响控制精度的条件下，大大减少计算量，有利于在线实现。

研讨与争鸣

船舶运动半物理仿真系统

孟   浩，赵国良，王   岚

从加快船舶运动控制器样机的研制周期、降低成本、提高效率出发，提出了一种新颖的船舶运动半物理仿真系统。介绍了系统的组成、结构和各模块的功能及特点。叙述了系统的实现方法和相关性能指标。利用所研制的船舶运动半物理仿真系统，可方便地在实验室内对船舶航向、航迹、减摇和避碰等船舶控制系统进行半物理仿真研究，为船舶运动控制器系统样机的研制提供了方便。试验表明所研制的船舶运动半物理仿真系统满足了规定的性能指标，达到了预期的目的