计算机生成兵力行为建模与实现技术研究

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计算机生成兵力(CGF)是分布式虚拟战场环境的重要组成部分之一。用计算机模型来实现参与仿真的作战人员或武器系统等仿真对象,可以大大的减少真实作战人员和武器装备的参与,降低仿真训练的成本。计算机生成兵力的应用要求CGF实体对象所表现的作战人员或武器系统的行为尽可能真实。因此,如何有效的对CGF实体对象及其行为进行建模,是CGF研究的重要内容。本文的工作正是以此为重点展开,完成的主要工作和取得的主要研究成果如下: 根据计算机生成兵力的特点提出了基于控制论的CGF实体对象行为模型ESCP的概念模型、形式化模型和结构模型。ESCP模型采用层次化的控制结构并引入了原子行为、合成行为、协同行为的概念,易于表现CGF实体对象不同智能等级的行为,易于表现战役、战术不同应用层次的CGF实体对象行为。ESCP模型支持并发行为,实体对象行为自主性强,行为可重用性好。 提出并实现了一种CGF实体对象行为建模语言BBML。BBML以ESCP模型为基础进行CGF实体对象建模,可以灵活地构造实体在各个层次等级上的行为。行为的控制封装在实体内部,生成的实体的行为具有自主性,并发性好。BBML实现了CGF实体对象的描述与其代码实现的分离,有效地减少应用程序开发的代码量。BBML支持CGF实体对象级的行为重用,应用程序可以直接继承BBML提供的实体对象类,重用该实体对象类的所有行为,并可以在此基础上进行功能扩展。 提出基于行为帧与行为帧队列的CGF实体内部行为协同方法。能够有效支持CGF实体对象并发行为的执行,同时也满足CGF实体对象多变的行为特性。实体产生的行为缓存在行为帧队列中,实体对象可以通过对行为帧队列的操作来决定行为的执行顺序,或取消尚未执行的行为,提供了灵活的CGF实体对象行为执行控制机制。对于CGF实体对象间的行为协同,提出了基于事件驱动的协同框架SBCF,进一步增强了CGF实体对象的战场自适应性。 提出了基于多真实度等级的分布式虚拟战场环境推算定位技术。可以设定多级阀值,根据阀值的不同,采用不同真实度等级的推算方法。充分利用基于行为的推算、基于位置历史的推算和基于聚合实体的推算三种方法的优点,可以表现实体行为的多级真实度,并有效地解决了计算资源、网络通讯负载与真实度要求之间的矛盾。 提出了一种根据CGF实体对象兴趣域确定远程实体模型任务执行优先级的CGF实体对象行为执行调度方法。该方法以较少的计算资源满足仿真结点上任务的实时性要求,进一步降低系统成本。还提出了一种仿真结点实时性验证方法。对仿真结点上可运行多少个本地CGF实体,能处理多少个远程实体模型及CGF实体兴趣域如何划分,均可提供国防利学技术大学研究生院J学位论文指导性意见。 在以上研究成果的基础上,本文设计并实现了一个计算机生成兵力平台SEFBG。SEFBG针对虚拟海战计算机生成兵力,可以有效支持虚拟海战CGF应用系统的开发。SEFBG提供并集成了已有的一些建模工具,借助这些建模工具,可以完成对海战环境、海战兵力实体的建模工作。SEFBG提供多种服务,有效支持仿真的运行,并提供开放的接口,可以方便扩充新的服务,可扩展性好。SEFBG可支持开发大规模海战计算机生成兵力系统。目前,SEFBG实现了“分布式虚拟海战仿真环境”(DVSEZOOO)中的海战计算机生成兵力子系统,取得了良好的应用效果。 关键词:虚拟现实、分布式虚拟战场环境、计算机生成兵力、行为模型、建模语言兴趣管理、推算定位第11页
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