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《西南交通大学》 2002年
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分布虚拟环境中碰撞响应、分级兴趣管理及同步控制研究

孙立新  
【摘要】: 分布式虚拟环境(Distributed Virtual Environment,DVE)是在一组以网络互联的计算机上同时运行的VR系统,使分布在不同地理位置的用户可以在一个具有高度真实感的虚拟世界里实时交互。它在军事、协同设计、远程教育、网上游戏等众多领域都有着广泛的应用前景。本文对分布式虚拟环境中的碰撞检测与响应、分级兴趣管理及同步控制策略进行了研究。 本文建立了并行分布实现碰撞检测的Petri网模型,改进了王兆其提出的基于时间戳的碰撞响应唯一性处理方法。通过详细剖析王兆其的方法,发现它不能保证碰撞响应的唯一性,也不能与DR技术混合使用。为此,我们重新定义了碰撞列表中TimeStamp项的意义,引入了时间阀值ΔT,并利用所建的Petri网模型详细讨论了时间阀值ΔT和保持时间Δt的选取。改进算法不仅能保证碰撞响应的唯一性,还能与DR技术混合使用。 分级兴趣管理机制Singhal与单级兴趣管理机制NPSNET相比,能大大减少数据接收量,但会增加实体数据的发送量,为此本文提出了一种新的分级兴趣管理机制——两级增强兴趣管理机制(Enhanced Two Level Interest Management,ETLIM)。在ETLIM机制中,高兴趣实体集和整个兴趣实体集各监听不同的多播地址,当需要同时对高、低兴趣实体集发布数据时,发送端只需从整个兴趣实体集所监听的多播地址发布一个数据包。当对高、低兴趣实体集都采用周期性数据发送方式(现有DVE系统所采用的数据发送方式)且它们的发送频率成整倍数时,数据的接收量与Singhal机制的数据接收量相等,实体状态数据的发送量则与NPSNET机制的数据发送量相等。 在同步控制方面,提出了一种新的同步控制预测机制及实现框架。与传统同步控制预测机制相比,主要区别在于:1、传统机制中是由某个化身(多播组组长)负责实体同步控制的预测任务,新机制中则是由每个实体负责各自的同步控制预测任务;2、新机制不仅利用了化身的运动状态信息,而且还利用了实体的运动状态信息,可以预测化身与运动实体之间的交互;3、新机制不用预先发送请求交互数据包,可以减少数据包的发送数。所以,新机制在保证预测正确率的基础上,不仅能预测化身与运动实体的交互,还能减少网络负载,可扩展性好。 西南交通大学博士研究生学位论文 第11页 改进了 CIAO(Collaborative Immersive Architectural layout)中实体组同 步控制算法,用令牌机制替换CIAO中半乐观锁机制,并提出了基于父节点 记录的收端可靠多播算法,即在每个实体的 ESPDU(Entity State Protocol— Data Units)中增加父节点的节点号,接收端根据父节点的节点号调整本地场 景树的结构。配合周期数据发送方式,该算法不仅能保证交互的实时性和同 时性,还能增强系统的健壮性。 通过仿真实验和理论分析,可以证明上述研究工作是有效的。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP391.9

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李雪殚;基于WTK的分布式虚拟环境的设计与实现[D];西南交通大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 王兆其,赵沁平,汪成为;面向对象碰撞检测方法及其在分布式虚拟环境中的应用[J];计算机学报;1998年11期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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1 尹勇;分布式航海仿真系统中视景实时生成算法的研究[D];大连海事大学;2001年
2 唐平;多智能体系统冲突消解与智能机器人动态路径规划研究[D];广东工业大学;2002年
3 李刚俊;基于虚拟现实的冗余度机器人运动规划及仿真研究[D];西南交通大学;2001年
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6 王树凤;汽车操纵稳定性虚拟试验系统的研究[D];中国农业大学;2002年
7 苏虎;分布式列车仿真系统中视景实时生成算法的研究[D];西南交通大学;2002年
8 张勇;医学图像可视化技术及其在虚拟骨折手术中的应用[D];大连理工大学;2002年
9 钟碧良;机器人足球系统的研究与实现[D];广东工业大学;2003年
10 郝建国;高层体系结构(HLA)中的多联邦互连技术研究与实现[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
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1 王征;虚拟家居系统中约束求解的研究和实现[D];湖南大学;2005年
2 刘伯兴;基于VR的物料搬运远程操作仿真研究[D];西南交通大学;2005年
3 姜鹏程;优化的OBB碰撞检测算法研究[D];青岛大学;2005年
4 赵瑾;数控加工仿真中的碰撞干涉检查与精度验证[D];南京航空航天大学;2005年
5 高大鹏;分布式虚拟现实软件平台的搭建研究[D];电子科技大学;2004年
6 范哲;分布式虚拟环境技术的一些研究[D];中国科学院软件研究所;2001年
7 罗宁;WWW上三维协作工具的研究及实现[D];广东工业大学;2001年
8 蒋定华;目标多维分析与评估中的可视化技术[D];解放军信息工程大学;2001年
9 李湘军;鱼雷武器分布交互仿真中的关键技术研究[D];西北工业大学;2001年
10 景韶宇;面向并行工程的网络协同设计系统的研究[D];西北工业大学;2001年
【同被引文献】
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1 张勇,邓中亮;虚拟现实实验环境中网络通信的研究[J];计算机工程与应用;2003年10期
2 纪庆革,王东木,洪炳熔;分布式虚拟环境系统的异构机网络通信设计与实现[J];计算机工程;1999年12期
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4 陈 谊,盛思源,战守义,陈 谊;分布式虚拟现实开发平台的研究与设计[J];计算机工程;2002年04期
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10 陈剑赟,吴玲达,张茂军;分布式虚拟环境[J];计算机工程与应用;2002年07期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈岭;分布式虚拟环境关键问题研究[D];浙江大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 范哲;分布式虚拟环境技术的一些研究[D];中国科学院软件研究所;2001年
2 崔炳荣;分布式虚拟环境应用研究[D];电子科技大学;2003年
3 王志旭;分布式试验与测试环境的虚拟综合可视化研究[D];西北工业大学;2004年
4 高大鹏;分布式虚拟现实软件平台的搭建研究[D];电子科技大学;2004年
5 常波;分布式虚拟现实系统研究及其设计[D];电子科技大学;2004年
6 陈豪;分布式虚拟环境网络互联支撑软件系统研究[D];东南大学;2004年
7 唐山;基于X3D分布式虚拟现实系统关键问题的研究与实现[D];华中科技大学;2004年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 杨明,张冰,王子才,杜国琦;分布交互仿真系统VV&A和可信度评估[J];哈尔滨工业大学学报;1999年05期
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【相似文献】
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3 胡尊文;几种典型分数阶混沌系统的同步控制[D];大连理工大学;2009年
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6 年海威;双直线电机伺服系统同步进给控制的研究[D];沈阳工业大学;2006年
7 任健;分数阶统一混沌系统的同步控制与应用研究[D];中南大学;2007年
8 张妍;工业以太网及其实时特性的研究[D];河北工业大学;2005年
9 熊武辉;配电网户外永磁机构重合器的智能控制与应用技术研究[D];中南大学;2005年
10 傅航宇;永磁操动机构特性及其同步控制技术的研究[D];中南大学;2005年
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