基于虚拟现实技术的艇用机枪射击训练模拟器研究

发布时间：2017-03-30 23:04

  本文关键词：基于虚拟现实技术的艇用机枪射击训练模拟器研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前海警及海关巡逻艇、陆军及海军小型船艇装备的武器主要是艇用机枪，艇用机枪射手的射击水平直接影响艇用机枪的作战效能，但由于实弹训练要在海上进行，因而耗费大、危险性高、缺乏靶标、易受天气影响，，所以射手实弹训练的机会很少。 艇用机枪射击训练模拟器的研发正是针对目前艇用机枪射手的实弹射击训练不足而提出来的。它的基本功能是：提供逼真的三维海战视景；实时采集射手的操作；模拟艇用机枪的三维运动；提供各种逼真的三维空中、海上和陆上目标；能自动用语音报告目标的位置、运动情况等；能生成逼真的发射、爆炸、燃烧等声光效果；能对炮手的操作进行记录、回放和评估。 文章结合船艇运动原理、弹道学原理、计算机数据采集技术、计算机三维实时仿真技术、虚拟现实技术和面向对象技术，以常用的14.5毫米艇用机枪为仿真对象，对艇用机枪射击训练模拟器进行了技术研究。 文章对艇用机枪射击训练模拟器进行了整体系统设计。在单片机和PC机构成的硬件平台上，利用Protel 99SE设计了实时数据采集的硬件电路，在μVision2集成开发环境中用汇编语言编写了实时数据采集的单片机程序；在Visual C++6.0集成开发环境中用C++语言编写了实时数据采集的PC机程序。利用Creator建立了本射击模拟器的各种三维实体模型。用RBF神经网络进行了三维地形建模。用VC和Vega建立了逼真的三维海战视景和声音环境。研究了主要战斗实体的运动模型。研究了利用距离跟踪和多级包围盒等技术提高碰撞检测效率的方法。研究实现了用粒子系统产生爆炸、雨、雪等特殊效果。研究实现了利用VC和Speech SDK 5.1语音自动报读目标情况的功能。完成了射击过程的记录、回放和评估功能。 文章基本实现了艇用机枪射击训练模拟器桌面原型系统，为射手射击训练提供了一个小型平台，为今后实装部队的半实物训练模拟器或利用头盔显示器实现沉浸式虚拟现实系统打下了较好的技术基础。 艇用机枪射击训练模拟器的研发将填补我国该领域的空白。艇用机枪射击训练模拟器的应用将会弥补艇用机枪射手实弹射击洲练的不足，提高射手的训练水平，增强部队的战斗力，而且可以为艇用机枪射击的相关研 卜海海事大学硕十学位论文 究提供研究平台。
【关键词】：虚拟现实 射击训练 弹道计算 碰撞检测 三维仿真 模拟器
【学位授予单位】：上海海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：U674.7
【目录】：

• 第一章 绪论9-20
• 1.1 刺击训练模拟器研究的现状9-14
• 1.1.1 以激光技术为基础的射击训练模拟器研究的现状9-12
• 1.1.2 以虚拟现实技术为基础的射击训练模拟器研究的现状12-14
• 1.2 虚拟现实技术概述14-18
• 1.2.1 虚拟现实的概念及特征14-15
• 1.2.2 虚拟现实系统的构成、关键技术及分类15-17
• 1.2.3 虚拟现实技术的应用17-18
• 1.3 本文的研究内容18-20
• 第二章 艇用机枪射击训练模拟器系统设计20-25
• 2.1 系统分析20-21
• 2.1.1 艇用机枪的组成及射击过程分析20-21
• 2.1.2 艇用机枪射击训练模拟器的功能要求21
• 2.2 系统的模块组成21-22
• 2.3 系统硬件组成及功能22-23
• 2.4 系统的程序流程23-25
• 第三章 艇用机枪射击训练模拟器关键技术研究25-55
• 3.1 实时数据采集25-30
• 3.1.1 A／D转换及单片机数据采集25-27
• 3.1.2 单片机与PC机的通信27-30
• 3.2 海浪和船艇摇荡的模拟30-40
• 3.2.1 海浪的模拟30-32
• 3.2.2 船艇摇荡的模拟32-40
• 3.3 弹道计算40-50
• 3.3.1 标准外弹道模型41-45
• 3.3.2 射击条件偏差修正45-47
• 3.3.3 弹道坐标的计算及参数的修正47-50
• 3.4 子弹命中检测50-55
• 3.4.1 三维空间碰撞检测的基本原理50-51
• 3.4.2 三维空间的快速碰撞检测算法51-52
• 3.4.3 高效的命中检测技术52-55
• 第四章 艇用机枪射击训练模拟器的实现55-82
• 4.1 实时数据采集的实现55-59
• 4.1.1 实时数据采集硬件电路的实现55-57
• 4.1.2 实时数据采集单片机程序的实现57-58
• 4.1.3 实时数据采集PC机程序的实现58-59
• 4.2 三维海战场景的建模与显示59-69
• 4.2.1 三维真实感地形建模61-65
• 4.2.2 三维实体建模65-66
• 4.2.3 三维场景的显示66-69
• 4.3 三维海战场景中战斗实体的控制69-75
• 4.3.1 本艇运动的控制69-70
• 4.3.2 子弹生成与运动的控制70
• 4.3.3 目标生成及运动的控制70-75
• 4.4 自动语音通报目标情况的实现75-77
• 4.5 特技效果的实现77-78
• 4.6 射击过程仿真实现78-79
• 4.7 射击过程的录制与回放79-81
• 4.8 成绩的评估与记录81-82
• 第五章 结束语82-84
• 5.1 本文的研究成果82-83
• 5.2 进一步的工作83-84
• 致谢84-85
• 参考文献85-90
• 附录190-93
• 附录293

【引证文献】

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1 吴英春;徐熙平;卢常丽;亓琳;;车载机枪校正训练模拟系统的研究[J];长春理工大学学报(自然科学版);2012年02期

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  本文关键词：基于虚拟现实技术的艇用机枪射击训练模拟器研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：278281