飞行模拟器视景模拟子系统的设计与实现

发布时间：2017-09-03 01:38

  本文关键词：飞行模拟器视景模拟子系统的设计与实现

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【摘要】：近年来,计算机性能大幅度提高,其中地景的图像技术和图形绘制技术以及其他相关技术发展越来越好,虚拟现实技术已经渐渐成为当代建模技术和仿真技术的关键,虚拟现实在视景系统仿真过程中主要工作是建模、视点控制、虚物实化和高性能的计算处理,在视景系统中起到关键性作用,虚拟现实技术主要应用在飞行模拟器上,飞行模拟器本身不是独立的个体,它由几大子系统组成,按重要程度可以划分为:第一类是相当于“大脑的中枢神经”飞行仿真系统和主控系统;第二类分别是视景系统和教员控制台系统,因为视觉是人类最直观的感觉;第三类是声音系统,因为听觉是除了视觉最敏感的神经;最后一类是任务模拟系统和监视系统。通过这些子系统使得飞行模拟器在地面上也能构造出虚拟的空中飞行环境,通过这种方式训练飞行员变得既经济又安全,同时在飞行模拟器的理论和研发上也是发挥着重要的作用。本论文主要的工作如下:首先,阐述飞行模拟器视景模拟子系统的研究意义以及背景,并对国内外现状进行相关研究;其次,调研与此系统相关的技术,接下来对系统的结构、系统的功能做出详细设计;根据需求完成视景子系统的各个功能模块,通过详细的描述视景子系统的原理组成和管理控制的特点,多方面阐述视景模拟子系统的重点模块是如何设计和实现的。视景模拟子系统主要分为五部分:建立三维模型模块、视景数据库实时驱动模块、飞行仿真程序模块、碰撞检测模块、场景观察模块。本系统采用了基于面向对象的技术,构建出Windows平台下应用程序。具备了良好的人机界面和具有标准规范的接口,并且确定本程序开发是以Visual C++6.0作为编译平台来开发代码,同时以Open GVS提供的多个API函数扩展开发包。最后,主要利用黑盒测试方法对系统的各个模块的功能点进行测试,利用性能分析表对系统的性能指标进行分析,以确保系统能够达到用户要求的标准。
【关键词】：视景模拟 虚拟现实 场景调度 碰撞检测
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V216.8;TP391.9
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题来源及目的意义10-11
• 1.2 国内外研究状况分析11-15
• 1.2.1 国内研究现状11-13
• 1.2.2 国外研究现状13-15
• 1.3 论文的主要研究内容15-17
• 第2章 飞行模拟器视景子系统的需求分析及总体设计17-28
• 2.1 飞行模拟器视景子系统需求分析17-21
• 2.1.1 系统功能需求分析18-21
• 2.1.2 非功能需求分析21
• 2.2 飞行模拟器视景模拟子系统总体设计21-26
• 2.2.1 系统总体设计22-24
• 2.2.2 系统功能设计24-26
• 2.3 关键技术26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 飞行模拟器视景模拟子系统的设计28-44
• 3.1 视景数据库实时驱动的设计28-30
• 3.2 建立三维模型模块的详细设计30-35
• 3.2.1 地形建模概述30-33
• 3.2.2 大区域虚拟战场环境的数据源模拟33-34
• 3.2.3 基于双三次B-样条插值的地形重构算法34-35
• 3.3 飞行仿真程序模块的设计35-37
• 3.4 碰撞检测模块的设计37-39
• 3.5 虚拟场景模块的设计39-41
• 3.5.1 多视点设计40
• 3.5.2 多通道设计40-41
• 3.6 场景特效模块设计41-43
• 3.6.1 粒子系统设计41-42
• 3.6.2 场景特效设计42-43
• 3.7 本章小结43-44
• 第4章 飞行模拟器视景模拟子系统的实现44-59
• 4.1 视景数据库实时驱动的实现44-45
• 4.2 建立三维模型模块的实现45-49
• 4.2.1 地形建模实现45-46
• 4.2.2 大区域虚拟战场环境的数据源模拟实现46-48
• 4.2.3 基于双三次B-样条插值的地形重构算法的实现48-49
• 4.3 飞行仿真程序模块的实现49-51
• 4.4 碰撞检测模块的实现51-53
• 4.5 虚拟场景模块的实现53-55
• 4.5.1 多视点实现53-54
• 4.5.2 多通道实现54-55
• 4.6 场景特效模块的实现55-58
• 4.6.1 粒子系统实现55
• 4.6.2 场景特效实现55-58
• 4.7 本章小结58-59
• 第5章 飞行模拟器视景模拟子系统的测试59-70
• 5.1 测试方案59-60
• 5.1.1 测试目标59
• 5.1.2 测试环境59-60
• 5.2 系统功能测试60-68
• 5.2.1 建立三维模型模块功能测试60-62
• 5.2.2 视景数据库模块功能测试62-63
• 5.2.3 飞行仿真程序模块功能测试63
• 5.2.4 碰撞检测模块功能测试63-64
• 5.2.5 虚拟场景模块功能测试64-65
• 5.2.6 场景特效模块功能测试65-68
• 5.3 系统性能测试68-69
• 5.4 测试结论69
• 5.5 本章小结69-70
• 结论70-71
• 参考文献71-76
• 致谢76-77
• 个人简历77

【参考文献】

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本文编号：782140