分队指挥训练仿真系统关键技术研究
发布时间：2022-11-12 08:20
近年来,随着虚拟现实技术的不断发展,作战仿真技术因其全程可控、经济安全等优点,被各国军方列为工作的重点。指挥训练仿真作为作战仿真的应用方向,对于培养和提高指挥员的指挥能力,研究和验证战术战法的有效性都有着重要作用。目前,大部分的指挥训练仿真应用或多或少存在作战实体Agent与环境结合的能力薄弱、分队在机动时队形控制能力不足、行为表现不够逼真等问题,从而影响对仿真结果的可信度。本文实现的分队指挥训练仿真系统,首先对仿真战场进行建模,将战场分为环境要素集合和导航空间。针对河流、湖泊、植被、地物等不同的环境要素,分别提出基于三次Hermite河流曲线,湖泊水平面高度,植被权重图和地物与Agent交互信息的描述与生成方法;针对导航空间,构建了基于Agent的导航网格,从而描述了Agent的通行区域,并且根据环境要素影响,加入了相应的寻径代价,使分队能产生结合环境要素的战术行为路径。在战场导航网格的基础上,本文提出了基于Leader-Follower改进分队寻径和队形控制方法,将整个过程分为三个阶段。在Leader寻径阶段,先通过提出的考虑环境要素通行代价的A*算法,在导航网格中寻找三角面片路径...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 队形控制研究现状
1.2.2 行为建模研究现状
1.3 论文研究内容
1.4 论文组织结构
第二章 相关技术介绍
2.1 游戏人工智能常用架构
2.1.1 有限状态机
2.1.2 行为树
2.1.3 HTN规划方法
2.2 动态避碰算法
2.2.1 速度障碍法
2.2.2 相互速度障碍法
2.3 本章小结
第三章 仿真战场建模
3.1 仿真战场构成分析
3.2 战场环境要素的描述与生成
3.2.1 战场水域要素
3.2.2 战场植被要素
3.2.3 战场地物要素
3.3 基于Agent的导航网格构建算法
3.3.1 场景体素化
3.3.2 区域及轮廓生成
3.3.3 多边形三角化
3.3.4 环境要素的寻径信息
3.4 本章小结
第四章 分队寻径与队形控制
4.1 算法流程概述
4.2 Leader寻径阶段
4.2.1 A*路径搜索算法
4.2.2 考虑队形约束的Funnel算法
4.3 Follower跟随阶段
4.3.1 队形弹簧模型
4.3.2 队形变换控制与移动
4.4 动态避碰控制
4.5 实验结果与分析
4.6 本章总结
第五章 分队层次行为建模与设计
5.1 层次行为模型概述
5.2 分队决策层的行为树建模
5.2.1 步兵分队战术行为分析
5.2.2 分队决策行为树设计
5.2.3 分队战术位置选择
5.3 实体执行层设计
5.3.1 执行层架构
5.3.2 状态与任务网络
5.3.3 规划算法
5.4 实验结果与分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文工作总结
6.2 今后工作展望
参考文献
致谢
研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]不确定层次任务网络规划研究综述[J]. 王红卫,刘典,赵鹏,祁超,陈曦. 自动化学报. 2016(05)
[2]美军作战仿真系统综述[J]. 唐忠,薛永奎,刘丽. 航天电子对抗. 2014(04)
[3]联合作战仿真实验的设计与开发[J]. 杨雪生,刘云杰,李梦汶. 系统仿真学报. 2011(07)
[4]FSM在海军作战仿真CGF中的应用[J]. 刘小玲,潘巨辉. 计算机仿真. 2007(08)
[5]作战仿真研究热点及发展[J]. 贾连兴,单维峰,鲁云军,翟成功,刘华. 系统仿真学报. 2007(14)
[6]对队形控制的思考[J]. 任德华,卢桂章. 控制与决策. 2005(06)
[7]多移动机器人队形控制的研究方法[J]. 苏治宝,陆际联. 机器人. 2003(01)
[8]有限状态机在CGF行为建模中的应用[J]. 刘秀罗,黄柯棣,朱小俊. 系统仿真学报. 2001(05)
博士论文
[1]面向CGF的战场空间表示及推理关键技术研究[D]. 秦龙.国防科学技术大学 2014
[2]作战仿真系统可信性研究[D]. 唐见兵.国防科学技术大学 2009
硕士论文
[1]动态战场环境下CGF战术位置选择问题研究[D]. 杨伟龙.国防科学技术大学 2015
[2]基于HTN的实时决策系统及相关算法研究[D]. 董洁亮.上海交通大学 2014
[3]有限状态机及其应用[D]. 谭同超.华南理工大学 2013
[4]基于几何约束机制的群体队形控制方法研究[D]. 赵建明.合肥工业大学 2013
[5]一类多机器人路径规划的研究与仿真[D]. 周帆.南京理工大学 2013
[6]CGF的队形控制方法研究[D]. 黄珏.国防科学技术大学 2012
[7]基于多智能体系统的机器人队形控制与协作研究[D]. 李强.江南大学 2011
[8]基于规则的计算机兵棋系统技术研究[D]. 谭鑫.国防科学技术大学 2010
[9]计算机游戏中智能角色行为的研究与实现[D]. 王振宇.湖南师范大学 2010
本文编号：3706026
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 队形控制研究现状
1.2.2 行为建模研究现状
1.3 论文研究内容
1.4 论文组织结构
第二章 相关技术介绍
2.1 游戏人工智能常用架构
2.1.1 有限状态机
2.1.2 行为树
2.1.3 HTN规划方法
2.2 动态避碰算法
2.2.1 速度障碍法
2.2.2 相互速度障碍法
2.3 本章小结
第三章 仿真战场建模
3.1 仿真战场构成分析
3.2 战场环境要素的描述与生成
3.2.1 战场水域要素
3.2.2 战场植被要素
3.2.3 战场地物要素
3.3 基于Agent的导航网格构建算法
3.3.1 场景体素化
3.3.2 区域及轮廓生成
3.3.3 多边形三角化
3.3.4 环境要素的寻径信息
3.4 本章小结
第四章 分队寻径与队形控制
4.1 算法流程概述
4.2 Leader寻径阶段
4.2.1 A*路径搜索算法
4.2.2 考虑队形约束的Funnel算法
4.3 Follower跟随阶段
4.3.1 队形弹簧模型
4.3.2 队形变换控制与移动
4.4 动态避碰控制
4.5 实验结果与分析
4.6 本章总结
第五章 分队层次行为建模与设计
5.1 层次行为模型概述
5.2 分队决策层的行为树建模
5.2.1 步兵分队战术行为分析
5.2.2 分队决策行为树设计
5.2.3 分队战术位置选择
5.3 实体执行层设计
5.3.1 执行层架构
5.3.2 状态与任务网络
5.3.3 规划算法
5.4 实验结果与分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文工作总结
6.2 今后工作展望
参考文献
致谢
研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]不确定层次任务网络规划研究综述[J]. 王红卫,刘典,赵鹏,祁超,陈曦. 自动化学报. 2016(05)
[2]美军作战仿真系统综述[J]. 唐忠,薛永奎,刘丽. 航天电子对抗. 2014(04)
[3]联合作战仿真实验的设计与开发[J]. 杨雪生,刘云杰,李梦汶. 系统仿真学报. 2011(07)
[4]FSM在海军作战仿真CGF中的应用[J]. 刘小玲,潘巨辉. 计算机仿真. 2007(08)
[5]作战仿真研究热点及发展[J]. 贾连兴,单维峰,鲁云军,翟成功,刘华. 系统仿真学报. 2007(14)
[6]对队形控制的思考[J]. 任德华,卢桂章. 控制与决策. 2005(06)
[7]多移动机器人队形控制的研究方法[J]. 苏治宝,陆际联. 机器人. 2003(01)
[8]有限状态机在CGF行为建模中的应用[J]. 刘秀罗,黄柯棣,朱小俊. 系统仿真学报. 2001(05)
博士论文
[1]面向CGF的战场空间表示及推理关键技术研究[D]. 秦龙.国防科学技术大学 2014
[2]作战仿真系统可信性研究[D]. 唐见兵.国防科学技术大学 2009
硕士论文
[1]动态战场环境下CGF战术位置选择问题研究[D]. 杨伟龙.国防科学技术大学 2015
[2]基于HTN的实时决策系统及相关算法研究[D]. 董洁亮.上海交通大学 2014
[3]有限状态机及其应用[D]. 谭同超.华南理工大学 2013
[4]基于几何约束机制的群体队形控制方法研究[D]. 赵建明.合肥工业大学 2013
[5]一类多机器人路径规划的研究与仿真[D]. 周帆.南京理工大学 2013
[6]CGF的队形控制方法研究[D]. 黄珏.国防科学技术大学 2012
[7]基于多智能体系统的机器人队形控制与协作研究[D]. 李强.江南大学 2011
[8]基于规则的计算机兵棋系统技术研究[D]. 谭鑫.国防科学技术大学 2010
[9]计算机游戏中智能角色行为的研究与实现[D]. 王振宇.湖南师范大学 2010
本文编号：3706026
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