虚拟战场场景仿真的设计与实现
发布时间：2022-01-10 23:52
虚拟战场是指充分运用计算机仿真技术,采用多种手段,在获取战场信息基础上,对多种信息数据进行相应处理计算、综合呈现,虚拟实现真实的战场环境。为模拟作战、训练仿真、武器开发研制等提供虚拟的战场。根据雷达产品仿真、研制的需求特点,基于虚拟现实和计算机兵力生成技术设计开发虚拟战场场景仿真软件。本论文详细论述了与虚拟现实相关的视景仿真、三维建模、地形渲染等技术；与计算机兵力生成相关数学模型计算、分布交互仿真等技术。虚拟战场场景仿真软件实现利用了开源软件工具Open Scene Graph和公开渠道获得的数据,有效降低了成本。同时采用了高层体系结构HLA,通用性好、扩展性强。
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 STK
1.2.2 MAK
1.2.3 STAGE
1.3 主要研究内容
2 视景仿真
2.1 三维渲染引擎
2.2 Open Scene Graph
2.3 场景组织
2.4 渲染状态
2.5 场景交互
2.5.1 场景浏览器
2.5.2 相机
2.5.3 事件处理器与操作器
2.6 视景仿真架构
3 场景建模
3.1 三维模型
3.1.1 三维建模
3.1.2 OSG中三维模型
3.1.3 LOD技术
3.2 地球模型
3.2.1 简化地球模型
3.2.2 地形渲染模型
3.2.2.1 地理数据
3.2.2.2 渲染实现
3.3 目标模型
3.4 运动轨迹
3.5 仿真场景文件
3.6 渲染效果
4 运动仿真
4.1 坐标定义与变换
4.1.1 坐标定义
4.1.2 大地坐标系和地心直角坐标系间的转换
4.1.3 直角坐标系之间的转换
4.1.3.1 机体坐标系和惯性坐标系间的转换
4.1.3.2 雷达直角坐标系和机体坐标系间的转换
4.1.3.3 惯性坐标系和地心直角坐标系间的转换
4.1.4 雷达极坐标系和雷达直角坐标系间的转换
4.2 大圆航线计算
4.2.1 航线角和航程计算
4.2.2 终止点坐标和航线角计算
4.3 椭圆轨道参数与计算
4.3.1 轨道六根数
4.3.2 椭圆轨道计算
4.3.3 开普勒方程解法
4.3.4 位置速度计算
4.3.5 轨道六根数计算
4.3.6 大圆轨道坐标系和地心直角坐标系间的转换
4.4 运动数学模型
4.4.1 三维空间运动数学模型
4.4.2 大圆航线运动数学模型
4.4.3 椭圆轨道运动数学模型
4.5 模型数据
5 基于HLA框架实现分布交互仿真
5.1 分布交互仿真技术
5.2 HLA框架
5.2.1 HLA概述
5.2.2 HLA产品
5.2.3 HLA对象模型模板
5.2.4 联邦成员开发与运行
5.3 虚拟战场场景仿真实现
5.3.1 场景仿真联邦成员
5.3.2 场景仿真SOM
5.3.3 实现联邦成员运行的关键代码
5.3.4 仿真循环
6 结论
攻读学位期间获奖和发表论文情况
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STAGE的无人机作战仿真研究[J]. 申舟,谢文俊,张鹏. 计算机应用与软件. 2013(07)
[2]虚拟现实技术及其应用展望[J]. 郝帅. 煤炭技术. 2013(05)
[3]基于齐次坐标转换矩阵的双旋转台机床加工空间分析[J]. 许晓光,鹿启栋. 科技信息. 2013(13)
[4]一种基于本体的HLA SOM构建方法[J]. 孙宏波,范文慧,肖田元. 系统仿真学报. 2013(03)
[5]基于Google SketchUp的虚拟校园三维建模[J]. 李闯,朱静. 吉林建筑工程学院学报. 2012(05)
[6]计算机兵力生成系统模型设计研究[J]. 郭善鹏,梁彦,焦连猛,杨峰,兰华. 计算机测量与控制. 2012(08)
[7]三维渲染引擎OGRE与OSG的比较综述[J]. 金阳,张宣,李青元. 数字技术与应用. 2011(10)
[8]虚拟现实技术在美军模拟训练中的应用现状及发展[J]. 安兴,李刚,徐林伟,师颖. 电光与控制. 2011(10)
[9]基于VR-Forces的水面舰艇防空作战仿真[J]. 王勃,张立民,徐建志. 现代防御技术. 2011(03)
[10]利用MAK Stealth进行视景仿真开发方法的研究[J]. 赵金平,杨任农,王众,庞景. 计算机工程与设计. 2010(13)
本文编号：3581658
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 STK
1.2.2 MAK
1.2.3 STAGE
1.3 主要研究内容
2 视景仿真
2.1 三维渲染引擎
2.2 Open Scene Graph
2.3 场景组织
2.4 渲染状态
2.5 场景交互
2.5.1 场景浏览器
2.5.2 相机
2.5.3 事件处理器与操作器
2.6 视景仿真架构
3 场景建模
3.1 三维模型
3.1.1 三维建模
3.1.2 OSG中三维模型
3.1.3 LOD技术
3.2 地球模型
3.2.1 简化地球模型
3.2.2 地形渲染模型
3.2.2.1 地理数据
3.2.2.2 渲染实现
3.3 目标模型
3.4 运动轨迹
3.5 仿真场景文件
3.6 渲染效果
4 运动仿真
4.1 坐标定义与变换
4.1.1 坐标定义
4.1.2 大地坐标系和地心直角坐标系间的转换
4.1.3 直角坐标系之间的转换
4.1.3.1 机体坐标系和惯性坐标系间的转换
4.1.3.2 雷达直角坐标系和机体坐标系间的转换
4.1.3.3 惯性坐标系和地心直角坐标系间的转换
4.1.4 雷达极坐标系和雷达直角坐标系间的转换
4.2 大圆航线计算
4.2.1 航线角和航程计算
4.2.2 终止点坐标和航线角计算
4.3 椭圆轨道参数与计算
4.3.1 轨道六根数
4.3.2 椭圆轨道计算
4.3.3 开普勒方程解法
4.3.4 位置速度计算
4.3.5 轨道六根数计算
4.3.6 大圆轨道坐标系和地心直角坐标系间的转换
4.4 运动数学模型
4.4.1 三维空间运动数学模型
4.4.2 大圆航线运动数学模型
4.4.3 椭圆轨道运动数学模型
4.5 模型数据
5 基于HLA框架实现分布交互仿真
5.1 分布交互仿真技术
5.2 HLA框架
5.2.1 HLA概述
5.2.2 HLA产品
5.2.3 HLA对象模型模板
5.2.4 联邦成员开发与运行
5.3 虚拟战场场景仿真实现
5.3.1 场景仿真联邦成员
5.3.2 场景仿真SOM
5.3.3 实现联邦成员运行的关键代码
5.3.4 仿真循环
6 结论
攻读学位期间获奖和发表论文情况
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STAGE的无人机作战仿真研究[J]. 申舟,谢文俊,张鹏. 计算机应用与软件. 2013(07)
[2]虚拟现实技术及其应用展望[J]. 郝帅. 煤炭技术. 2013(05)
[3]基于齐次坐标转换矩阵的双旋转台机床加工空间分析[J]. 许晓光,鹿启栋. 科技信息. 2013(13)
[4]一种基于本体的HLA SOM构建方法[J]. 孙宏波,范文慧,肖田元. 系统仿真学报. 2013(03)
[5]基于Google SketchUp的虚拟校园三维建模[J]. 李闯,朱静. 吉林建筑工程学院学报. 2012(05)
[6]计算机兵力生成系统模型设计研究[J]. 郭善鹏,梁彦,焦连猛,杨峰,兰华. 计算机测量与控制. 2012(08)
[7]三维渲染引擎OGRE与OSG的比较综述[J]. 金阳,张宣,李青元. 数字技术与应用. 2011(10)
[8]虚拟现实技术在美军模拟训练中的应用现状及发展[J]. 安兴,李刚,徐林伟,师颖. 电光与控制. 2011(10)
[9]基于VR-Forces的水面舰艇防空作战仿真[J]. 王勃,张立民,徐建志. 现代防御技术. 2011(03)
[10]利用MAK Stealth进行视景仿真开发方法的研究[J]. 赵金平,杨任农,王众,庞景. 计算机工程与设计. 2010(13)
本文编号：3581658
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3581658.html
