基于DR二阶算法和DDS-QOS的仿真计算方法技术

一种基于DR二阶算法和DDS‑QOS的仿真计算方法，具有多个仿真实体，在仿真实体之间采用发布订阅模式进行数据的交互，建立交互数据生产者和消费者之间的数据连接，其中，一个仿真实体在需要更新其它仿真实体的数据时，使用之前获得所述其它仿真实体的数据，利用DR二阶算法，对其它仿真实体的数据进行预测，并使用该预测值。本发明专利技术在仿真计算中引入DR二阶算法，只需要将位置初值和DR二阶外推算法相关数据进行同步，当误差累积到一定范围，超过误差容限时，将新的位置量信息进行同步，避免了每次位置更新时都必须在各分布式节点间进行数据交互的过程，降低了数据通信的频次，减少了要传递的数据量，缓解了网络延迟，提高了仿真效率。

【技术实现步骤摘要】
基于DR二阶算法和DDS-QOS的仿真计算方法
本专利技术涉及一种仿真计算方法，具体的，涉及在基于DDS(DataDistributionService数据分发服务)的仿真计算中利用DR(DeadReckoning航迹推算)二阶算法以减少网络通讯量，提升系统性能的仿真计算方法。
技术介绍
现有的分布式交互仿真中，为维护各仿真系统间实体行为的一致，通常需要将各实体的运动轨迹数据通过通信网络传输，实现各终端的数据的同步。对象管理组织(OMG)通过制定分布式实时通信中间件技术规范，来达到对各仿真系统进行综合集成的目的。这些规范包括HLA、CORBA、DDS等，其中DDS是新一代分布式实时通信中间件技术规范。DDS采用发布/订阅体系架构，强调以数据为中心，提供丰富的QoS服务质量策略，能保障数据实时、高效、灵活地分发，可满足各种分布式实时通信应用需求。但随着仿真对象数量增加，且分布在多个主机上时，仿真节点间需交换的信息量迅速膨胀，网络负载严重。当分布式环境中的仿真节点在地理上相隔一定距离时，信息从一个节点传输到另一个节点也需耗费时间，造成传递时间的延迟。网络延迟、拥塞等问题很大程度上影响分布式仿真的效率，降低用户体验。因此，在仿真计算中如何能够减少网络通讯量，提升系统性能成为现有技术亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是利用DR二阶算法来解决上述问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于DR二阶算法和DDS-QOS的仿真计算方法，其特征在于：具有多个仿真实体，在仿真实体之间采用发布订阅模式进行数据的交互，建立交互数据生产者和消费者之间的数据连接，其中，在所述多个仿真实体中至少具有一个仿真实体，所述一个仿真实体在需要更新其它仿真实体的数据时，使用之前获得所述其它仿真实体的数据，利用DR二阶算法，对其它仿真实体的数据进行预测，并使用该预测值。可选的，所述DR二阶算法为：Xi＝X0+V0ih+A0(ih)2/2，或者或者其中，h为时间步长，X0表示仿真实体在t0时刻的位置，Xi表示t0之后经过i个时间步长实体的位置，V0表示t0时刻实体的速度，X-1表示t0之前某个时刻t-1实体的位置，T-1为t-1到t0所经历的时间，X-2表示t-1之前某个时刻t-2实体的位置，T-2为t-2到t-1所经历的时间，A0表示时刻t0的加速度。可选的，所述仿真实体，在使用主题之前，进行信息发布或订阅。可选的，所述仿真实体在采用DR二阶算法进行预测计算时，建立计算模板，设置计算接口，所述计算接口用于传输计算相关数据。可选的，所述计算相关数据包括实体标识、上一步实体数据、计算参数，其中实体标识表示哪一个实体进行计算，参数表示DR二阶算法计算的自变量取值。可选的，所述仿真实体在预测计算时，使用获取时计算的模式，将计算延迟到需要获取数据的时候。可选的，在仿真计算中预设误差门限，各仿真实体根据误差结果确定是否进行数据交互，以同步数据减少仿真误差。可选的，所述各仿真实体根据误差结果确定是否进行数据交互，以同步数据减少仿真误差，具体为：仿真实体利用自身的数据，对自身的轨迹进行预测，将预测的数据与自身真实的数据进行比较，如果差值较大，超过误差门限，则该仿真实体将自身真实的数据发送给其它数据消费实体进行同步，使得作为数据消费的仿真实体放弃通过DR二阶算法的预测值；如果差值不大，例如在误差门限范围内，则不发送自身数据。进一步的，本专利技术还公开了一种存储介质，用于存储计算机可执行指令，其特征在于：所述计算机可执行指令在被处理器执行时执行上述的基于DR二阶算法和DDS-QOS的仿真计算方法。本专利技术在仿真计算中引入DR算法，在DDS通信过程中，只需要将位置初值和DR二阶外推算法相关数据进行同步，当误差累积到一定范围，超过误差容限时，将新的位置量信息进行同步，避免了每次位置更新时都必须在各分布式节点间进行数据交互的过程，降低了数据通信的频次，很大程度上减少了要传递的数据量，缓解了网络延迟，提高了仿真效率。附图说明图1是根据本专利技术的具体实施例的仿真计算方法的逻辑图。具体实施方式在本专利技术中具有如下概念：DR算法：DeadReckoning(航迹推算)技术，简称DR技术，最早应用在海上航行，根据已知的前一时刻实体位置，在经过的时间和过程中根据运动规律计算出当前位置的过程，是路径的积分。DDS：DataDistributionService(数据分发服务)，是对象管理组织(OMG)在HLA及CORBA等标准的基础上制定的新一代分布式实时通信中间件技术规范。定义了一个应用程序接口和在实时系统中支持以数据为中心的发布\订购数据分发服务的行为。QoS：QualityofService，服务质量，指一个网络能够利用各种基础技术，为指定的网络通信提供更好的服务能力，用于解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。当网络过载或拥塞时，QoS能确保重要业务量不受延迟或丢弃，同时保证网络的高效运行。主题：对某类可在各个仿真对象之间进行交互的数据的描述，一般符合OMG-DDS标准的数据结构均可定义为主题。其中，OMG为对象管理组织，英文ObjectManagementGroup，是一个国际协会，致力于建立对程序、系统和业务流程的建模标准，以及基于模型的标准。DDS是新一代分布式实时通信中间件技术规范；数据结构是计算机存储、组织数据的方式，是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。实体数据：指仿真实体在仿真过程中产生的，需要其他方消费的数据，一般应包括位置、方位、速度、加速度、姿态等。DR-QoS：使用DR算法的QoS策略，是QoS策略的一种，主要使用DR算法计算实体运动，用于减少网络流量，减轻网络负担。在本文中，DR算法主要指DR二阶算法。下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。在分布式交互仿真中，由于实体运动部分产生数据量级较大，系统为维护实体行为的一致性而进行的数据交换占用了大量的网络资源和计算机资源，影响了系统的运行效率，是分布式交互仿真的性能瓶颈。因此，本专利技术在于：当仿真系统中实体的运动大多以匀速或匀加速直线运动为主时，实体轨迹是遵循相应规律变化的，通过在DDS-QoS实现中引入DR模型，例如采用二阶线性外推算法进行模拟计算，以计算的数据代替实际的数据，从而降低维持实体逼真运动所需要的信息传送数量，可以极大的减少网络通讯量，提升系统性能。本专利技术公开了一种基于DR二阶算法和DDS-QOS的仿真计算方法，具体的，具有多个仿真实体，在仿真实体之间采用发布订阅模式，建立交互数据生产者和消费者之间的数据连接，其中，至少具有一个仿真实体，需要更新其它仿真实体的数据时，使用之前获得所述其它仿真实体的数据，利用DR二阶算法，对其它仿真实体的数据进行预测。因此，由于OMG-DDS标准使用发布订阅模式，在使用主题之前，必须进行发布或订阅。因此，为了提高效率，DR-QoS的交互数据同步也使用发布订阅模式，减少不必要的数据同步和计算。所有数据消费端在启动之前必须先订阅要消费的实体数据，所有数据产生端在启动之前必须先本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于DR二阶算法和DDS‑QOS的仿真计算方法，其特征在于：具有多个仿真实体，在仿真实体之间采用发布订阅模式进行数据的交互，建立交互数据生产者和消费者之间的数据连接，其中，在所述多个仿真实体中至少具有一个仿真实体，所述一个仿真实体在需要更新其它仿真实体的数据时，使用之前获得所述其它仿真实体的数据，利用DR二阶算法，对其它仿真实体的数据进行预测，并使用该预测值。

【技术特征摘要】
1.一种基于DR二阶算法和DDS-QOS的仿真计算方法，其特征在于：具有多个仿真实体，在仿真实体之间采用发布订阅模式进行数据的交互，建立交互数据生产者和消费者之间的数据连接，其中，在所述多个仿真实体中至少具有一个仿真实体，所述一个仿真实体在需要更新其它仿真实体的数据时，使用之前获得所述其它仿真实体的数据，利用DR二阶算法，对其它仿真实体的数据进行预测，并使用该预测值。2.根据权利要求1所述的仿真计算方法，其特征在于：所述DR二阶算法为：Xi＝X0+V0ih+A0(ih)2/2，或者或者其中，h为时间步长，X0表示仿真实体在t0时刻的位置，Xi表示t0之后经过i个时间步长实体的位置，V0表示t0时刻实体的速度，X-1表示t0之前某个时刻t-1实体的位置，T-1为t-1到t0所经历的时间，X-2表示t-1之前某个时刻t-2实体的位置，T-2为t-2到t-1所经历的时间，A0表示时刻t0的加速度。3.根据权利要求1所述的仿真计算方法，其特征在于：所述仿真实体，在使用主题之前，进行信息发布或订阅。4.根据权利要求1所述的仿真计算方法，其特征在于：所述仿真实体在采用DR二阶算法进行预测计算时，建立计算模板，设置计算接口，所述计算接口用于传输计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫飞，黄燕，孟龙龙，
申请(专利权)人：北京华如科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11