月球探测可视化仿真系统的框架与若干关键技术点的设计与实现

发布时间：2018-02-17 07:16

本文关键词： 月球探测可视化仿真景深调制传递参数机构运动阴影　出处：《浙江大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：开展月球探测工作是我国迈出航天深空探测第一步的重大举措。实现月球探测将会使我国将实现深空探测零的突破。在真实应用月球探测方案之前,如若使用可视化仿真技术对其方案进行仿真和分析,就能够帮助研究人员验证设计方案的合理性,将一些问题控制在仿真过程中,缩短研制周期,提高工作效率,有助于探月工程的顺利进行。本文正是以此为背景,在对系统框架和关键技术点进行了设计分析和实现的基础上,提出了一套满足探测器月球探测过程中可视化分析需要的系统的解决方案。首先,对月球探测可视化仿真系统进行了详细的架构设计,将其分为四个子系统：探测器构建编辑系统、月面环境构建系统、月面探测仿真系统、在轨探测仿真系统。此外,还对每个子系统进行了具体模块的划分,增强了系统的可扩展性和可复用性。其次,本文仔细分析并且总结了系统中的关键技术点,还给出了这些关键技术点的相应的解决方案,这三个关键技术点分别是机构运动仿真、在轨环境和月面环境的阴影生成和相机的成像仿真。探测器的机构的本质是刚体运动,可以分解为平移和旋转运动,利用矩阵计算部件最新的位置,完成机构运动仿真。对于在轨环境和月面环境的阴影生成,我们用了两种不同的解决方案。在轨环境中,只需解决探测器生成的阴影问题,利用普通的阴影映射方法和PCF(百分比滤波)过滤方式即可达到不错的效果；在月面环境上,不仅要生成探测器的阴影,还需要对整个月面环境产生阴影,我们采用了层级阴影映射的方法来提高阴影的质量。最后一个关键技术点是相机的成像仿真,我们使用了一种比较快速的方法来处理景深和MTF退化的效果,在保证系统实时处理的情况下达到了比较好的成像效果仿真。
[Abstract]:This paper gives a detailed framework design for the lunar exploration visual simulation system , which can help the researchers to verify the rationality of the design scheme , reduce the development cycle , improve the working efficiency and help the smooth progress of the moon project .

【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V476.3;TP391.9

【参考文献】