大型视景仿真平台及应用研究

    该成果于2009年3月8日通过吉林省科技厅组织的科技成果鉴定会，被评价为“整体达到国内领先水平，部分技术指标达到国际先进水平。”同年获吉林省科技进步二等奖。
    该大型视景仿真平台主要用于帮助使用者在各种仿真应用中更加快捷、经济、有效地构造仿真系统。
    平台使用了计算机技术、网络技术、多媒体技术、人工智能、知识工程、自动程序设计、自动化、建模技术、系统理论、材料科学、通信技术等。
    平台由12m*3m柱幕、工作站、实时仿真机、集群、仿真外设、仿真建模软件等构成。实现了投影机数字校正、多通道投影拼接边缘融合、多通道仿真同步、多通道媒体同步、虚拟屏幕媒体播放、多种视频格式支持、三通道屏幕在线扩展/VEGA仿真环境飞行控制设备接入、基于图像的3D建模、视频实时在线畸变校正等功能。其中：多通道投影融合拼接速度60帧/s、主控工作站支持USB接口外设、高清视频图像畸变校正时间<33ms。
    成果主要贡献和创新：
    1、首次提出了以OpenGL为核心，软硬件结合的多通道投影融合拼接技术，达到了60帧/s的高处理速度；采用虚拟屏幕技术，实现了普通数字媒体在多通道投影系统上播放，通过多通道扩展，极大地提高了分辨率；实现了通信协议层的USB接口低成本仿真外设与VEGA仿真环境的无缝接入。
    2、提出基于GPU的大视场景物畸变的网格校正算法，实现了在普通微机上使用CUDA（统一计算设备框架）技术对1920*1080的高清视频畸变实时校正，大大缩短了校正时间，改善了平台的投影画面质量。
    3、创立了机理建模与非机理建模、定量仿真与定性仿真相结合的仿真模式，研制了可视化智能建模辅助工具，并针对智能技术应用于仿真建模的泛化能力评价、多系统优化组合等算法进行了改进，降低了智能技术应用的复杂性。
    4、从理论上构建了建模与仿真置信度评估新模型，并与实际试验相结合，使复杂系统仿真置信度的评估更加科学合理。
    5、应用本项目成果，完成了国家863计划重大项目的仿真研究，取得了重大创新成果；并为国内首次在特种电影研究领域开展国家科技支撑计划重点项目研究打下了坚实的基础。

        其它相关成果：
5项软件著作权：
（1）相机/摄像机畸变GPU实时校正软件（登记号：2009SR041225）
（2）IMMERSIVE多通道同步投影数字媒体展映软件（登记号：2009SR041220）
（3）异形幕体多通道投影拼接融合软件（登记号：2009SR041227）
（4）VEGA仿真环境飞控类硬件扩展软件（流水号：2009R11L003973）
（5）基于HLA的空间激光通信系统分布式仿真分析软件V1.0（登记号：2008SR12649）
20篇相关文章：
1. 杨华民，蒋振刚，范静涛. 基于高层体系结构的地面与卫星间激光通信捕获、瞄准、跟踪过程仿真方法. 兵工学报，2004，(6A)，pp. 23～27.
2. Huamin Yang，Zhengang Jiang，Jingtao Fan，Wei He. The model of the atmospheric effects on the laser communication between plane and ground and its simulation research. Optoelectronic Devices and Integration. 2005，vol.5644，pp. 628～632. EI检索(05249158754)
3. Huamin Yang，Jingtao Fan，Zhengang Jiang，and et al. The research of computer simulation on the process of APT on space laser communication. Optoelectronic Devices and Integration.2005，vol.5644，pp. 633～639. EI检索(05249158755)
4. 陈纯毅，杨华民，等.卫星振动对光通信误码率影响的计算机仿真.长春理工大学学报，2005，(4)，pp. 71-73.
5. 陈纯毅，杨华民，佟首峰，等. 激光大气折射率结构常数测量实验与分析. 红外与激光工程，2006，S1.
6. 韩成，杨华民，佟首峰，等. 大气附面层对空地激光通信链路影响的研究与仿真. 红外与激光工程. 2006，S1，pp.358-362.
7. 高岩，杨华民 等 基于CTS和Vega Prime的视景仿真研究与应用. 计算机仿真，2007，9，pp.176~180
8. 陈纯毅，杨华民，佟首峰，等. 空地光通信系统空间链路的建模与仿真. 系统仿真学报，2007，12. EI检索(072910702860)
9. 陈纯毅，杨华民，佟首峰，等. 空间光通信卫星平台振动实时模拟.系统仿真学报，2007，16. EI检索(073710811200)
10. 陈纯毅，杨华民，佟首峰，等.飞机对卫星激光通信上行链路建模与功率分析. 通信学报，2008，EI检索(080911124404)
11. 陈纯毅，杨华民，姜会林，等. 激光脉冲云层传输时间扩展与信道均衡. 兵工学报，2008， EI检索(090111820977)
12. Chunyi Chen，Huamin Yang，Huilin Jiang，et al. Mitigation of Turbulence-Induced Scintillation Noise in Free-Space Optical Communication Links Using Kalman Filter. CISP 2008，2008，vol. 5. EI检索(083911584040)
13. 陈纯毅，杨华民，冯欣，等. 基于球泡模型的大气湍流光束漂移Monte Carlo模拟. 长春理工大学学报，2008，3.
14. 韩成，白宝兴，杨华民，等. 机动平台与卫星激光通信捕获系统仿真研究. 系统仿真学报. 录用(录用号08-1069).
15. 韩成，白宝兴，杨华民，等大气信道对激光脉冲延迟时间影响的仿真研究. 光学学报. 录用(录用号g080725).
16. 佟首峰，姜会林，刘云清，刘鹏，陈纯毅. 自由空间激光通信平台振动模拟实验系统研究. 兵工学报，2008，29(8)，pp. 1001～1003. EI检索(084011622947).
17. 丁莹, 李文辉, 范静涛, 杨华民. 基于GPU的大视场景物畸变实时校正算法. 吉林大学学报（工学版），2008,录用
18. Chunyi Chen，Huamin Yang，Xin Feng，Hui Wang. Optimization criterion for initial coherence degree of lasers in free-space optical links thro-ugh atmospheric turbulence. Opt. Lett.，OSA，2009，34，pp.:419～421.
19. Chunyi Chen，Huamin Yang，Jing-tao Fan，Xin Feng，Cheng Han，Ying Ding. Model for outage probability of free-space optical links with spatial diversity through atmospheric turbulence. IEEE ICIC 2009. 录用.
20. 陈纯毅，杨华民，姜会林，等. 云层信道光通信链路误码率及其改善途径分析，系统仿真学报，2009，5.待刊.
1部专著：
杨华民 等. 《空间光通信系统建模与仿真》吉林科技出版社，2008

相关联接：“大型视景仿真平台及应用研究”成果通过鉴定