面向CGF的战场空间表示及推理关键技术研究
发布时间：2021-09-09 08:01
战场空间推理是计算机生成兵力（CGF,Computer Generated Forces）行为建模的一个重要的研究内容,在很多行为模型的实现中都包含了执行主体对战场空间认知过程的模拟,因此研究如何让CGF的空间推理行为真实可信具有重要意义。目前在游戏人工智能（Game AI）和CGF行为建模领域被广泛使用的空间表示及推理模型在逼真度和算法效率方面难以满足未来作战仿真系统建设的需要,其主要原因在于缺乏抽象层的空间信息表示及推理方法,单纯的采用纯量化方法导致CGF不能有效的执行基于逻辑的空间推理,这使得人机交互、分层规划、大地型推理等功能需求难以得到满足。针对上述问题,论文以作战仿真系统中的人类行为建模为研究背景,以构建反映人类空间认知规律的行为模型为目标,开展面向CGF的战场空间表示及推理关键技术研究。论文首先对本课题研究的背景、意义、以及应用前景进行了论述,在充分掌握国内外研究现状的基础之上,详细分析了已有方法和研究的不足,而后针对性的提出了论文研究的主要内容并概括了主要创新点。论文研究的第一个大问题是战场空间拓扑结构的表示与推理方法。战术路径规划是CGF执行较为频繁、占用资源较多的空...
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
CGF模型实例示意图
国防科学技术大学研究生院博士学位论文能的不断提升和虚拟场景渲染技术的不断进步，越来越多的计算资源可以被用来构建更为复杂的、具备较高智能水平的非玩家角色（NPC，Non-Player Character），通过提升其行为的真实性来增强玩家的体验感。从操作模式上看，电脑游戏可以分为角色扮演（RPG，Role Playing Game）、第一人称射击（FPS，First Person Shoot）、即时战略（RTS，Real Time Strategy）三类，近些年来，一些著名游戏开发商如EAGame、暴雪等与军方开展了富有成效的合作，推出了多款军事背景浓厚的商业游戏，取得了引人注目的成功。在收获巨额商业利润的同时，随着军事类游戏与军用模拟训练系统之间技术和概念边界的日益模糊，部分游戏系统逐渐开始被军方吸纳采购，在国防征兵宣传乃至军事训练中被广泛使用。如图 1.2 所示为美军2013 年公布的班组战术训练系统，该系统采用虚拟游戏开发平台和分布式仿真技术，将使用模拟器械的步兵班组融入到设置了各类 CGF 模型的虚拟训练场景之中，实现了虚拟游戏场景下可重复的班组协同战术训练（图片来自互联网）。
图 2.1 室内空间的 GVD 图例VD 生成算法的基本原理于网格地图生成 GVD 的算法是由斯坦福大学的 Jer其关于机器人运动规划的研究报告中提出的 Brushfir似于经典的 A*和 D*算法，通过管理一个优先级列表具有代表性的研究进展是卡耐基梅隆大学的 Kalra 提（以下简称 DB），该算法能够针对网格地形的变化在修复。在此改进的基础之上，德国弗莱堡大学的 Bor GVD 构建算法（以下简称 BL），较之于已有的算间对象内部的 GVD 边界，同时还采用了“稀释模式（t网格宽度的 GVD，提高 GVD 图的精确性和稀疏性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向移动GIS的动态四叉树空间索引算法[J]. 赵波,边馥苓. 计算机工程. 2007(15)
[2]基于动态贝叶斯网络的无人机路径规划研究[J]. 肖秦琨,高晓光,高嵩,雷斌,张海宁. 系统工程与电子技术. 2006(08)
[3]基于空间改进型Voronoi图的路径规划研究[J]. 肖秦琨,高晓光. 自然科学进展. 2006(02)
[4]作战仿真技术综述[J]. 黄柯棣,刘宝宏,黄健,曹星平,尹全军,郭刚,张琦,张传富,刘云生. 系统仿真学报. 2004(09)
[5]一种无人机路径规划算法研究[J]. 符小卫,高晓光. 系统仿真学报. 2004(01)
[6]基于不同威胁体的无人作战飞机初始路径规划[J]. 高晓光,杨有龙. 航空学报. 2003(05)
[7]威胁联网下的飞行路径规划[J]. 符小卫,高晓光,何建华. 飞行力学. 2003(03)
[8]一种基于改进四叉树的GIS空间选择查询算法——以ESRI SHAPE格式文件为例[J]. 董鹏,杨崇俊,芮小平,高积粮. 计算机工程与应用. 2003(13)
[9]使用SEDRIS的环境数据表示与交换[J]. 杨森,战守义,费庆. 计算机工程. 2002(12)
[10]定性空间推理的分层递阶框架[J]. 廖士中,高培焕,石纯一. 计算机研究与发展. 2001(05)
博士论文
[1]定性空间推理及其在空间数据检索中的应用研究[D]. 申世群.吉林大学 2011
[2]定性空间推理及其应用技术研究[D]. 孙海滨.吉林大学 2006
[3]时空推理中一些问题的研究[D]. 欧阳继红.吉林大学 2005
本文编号：3391728
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
CGF模型实例示意图
国防科学技术大学研究生院博士学位论文能的不断提升和虚拟场景渲染技术的不断进步，越来越多的计算资源可以被用来构建更为复杂的、具备较高智能水平的非玩家角色（NPC，Non-Player Character），通过提升其行为的真实性来增强玩家的体验感。从操作模式上看，电脑游戏可以分为角色扮演（RPG，Role Playing Game）、第一人称射击（FPS，First Person Shoot）、即时战略（RTS，Real Time Strategy）三类，近些年来，一些著名游戏开发商如EAGame、暴雪等与军方开展了富有成效的合作，推出了多款军事背景浓厚的商业游戏，取得了引人注目的成功。在收获巨额商业利润的同时，随着军事类游戏与军用模拟训练系统之间技术和概念边界的日益模糊，部分游戏系统逐渐开始被军方吸纳采购，在国防征兵宣传乃至军事训练中被广泛使用。如图 1.2 所示为美军2013 年公布的班组战术训练系统，该系统采用虚拟游戏开发平台和分布式仿真技术，将使用模拟器械的步兵班组融入到设置了各类 CGF 模型的虚拟训练场景之中，实现了虚拟游戏场景下可重复的班组协同战术训练（图片来自互联网）。
图 2.1 室内空间的 GVD 图例VD 生成算法的基本原理于网格地图生成 GVD 的算法是由斯坦福大学的 Jer其关于机器人运动规划的研究报告中提出的 Brushfir似于经典的 A*和 D*算法，通过管理一个优先级列表具有代表性的研究进展是卡耐基梅隆大学的 Kalra 提（以下简称 DB），该算法能够针对网格地形的变化在修复。在此改进的基础之上，德国弗莱堡大学的 Bor GVD 构建算法（以下简称 BL），较之于已有的算间对象内部的 GVD 边界，同时还采用了“稀释模式（t网格宽度的 GVD，提高 GVD 图的精确性和稀疏性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向移动GIS的动态四叉树空间索引算法[J]. 赵波,边馥苓. 计算机工程. 2007(15)
[2]基于动态贝叶斯网络的无人机路径规划研究[J]. 肖秦琨,高晓光,高嵩,雷斌,张海宁. 系统工程与电子技术. 2006(08)
[3]基于空间改进型Voronoi图的路径规划研究[J]. 肖秦琨,高晓光. 自然科学进展. 2006(02)
[4]作战仿真技术综述[J]. 黄柯棣,刘宝宏,黄健,曹星平,尹全军,郭刚,张琦,张传富,刘云生. 系统仿真学报. 2004(09)
[5]一种无人机路径规划算法研究[J]. 符小卫,高晓光. 系统仿真学报. 2004(01)
[6]基于不同威胁体的无人作战飞机初始路径规划[J]. 高晓光,杨有龙. 航空学报. 2003(05)
[7]威胁联网下的飞行路径规划[J]. 符小卫,高晓光,何建华. 飞行力学. 2003(03)
[8]一种基于改进四叉树的GIS空间选择查询算法——以ESRI SHAPE格式文件为例[J]. 董鹏,杨崇俊,芮小平,高积粮. 计算机工程与应用. 2003(13)
[9]使用SEDRIS的环境数据表示与交换[J]. 杨森,战守义,费庆. 计算机工程. 2002(12)
[10]定性空间推理的分层递阶框架[J]. 廖士中,高培焕,石纯一. 计算机研究与发展. 2001(05)
博士论文
[1]定性空间推理及其在空间数据检索中的应用研究[D]. 申世群.吉林大学 2011
[2]定性空间推理及其应用技术研究[D]. 孙海滨.吉林大学 2006
[3]时空推理中一些问题的研究[D]. 欧阳继红.吉林大学 2005
本文编号：3391728
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