某型训练模拟器视景系统的设计与实现

传统的实装训练方式不但耗费大量资金和军用物资,也大大缩短了装备使用寿命,训练安全还难以保证。基于计算机技术和虚拟现实技术的训练模拟器,正朝着高逼真度、互联互通和可扩展性越来越好的方向发展,有效解决了部队武器装备的训练使用需求。介绍了实现视景仿真过设计中的的几个关键技术,用Multigen Creator建立了虚拟战场环境,采用Vega仿真引擎来实现场景驱动,开发了一个导弹武器仿真训练模拟器视景系统,该视景仿真系统具有很强的可扩展性和兼容性。     

MFC框架下的多通道视景仿真技术

采用分布式Vega Prime的仿真技术,结合MFC的多线程机制,解决了在视景仿真系统中大场景的显示问题,实现了大场景仿真的多通道显示及各个通道之间的数据传递和同步,外界输入设备对视景仿真的控制,并通过在工程应用中的实践,证明该技术是可行的.     

基于Vega的战术与火力协同作战视景仿真系统

为了评估战术与火力协同作战对抗效能,建立了分布式战术与火力协同作战对抗网络仿真系统,给出系统框架并介绍各节点功能,详细介绍了视景仿真系统的实现方法和关键技术。基于Vega仿真软件环境开发了战场中的各种复杂场景特效,解决了非视觉物理量的可视化问题;利用Visual C++开发了视景仿真程序,解决了视景驱动和自动视点切换等具体问题。仿真结果表明视景系统可以逼真演示战术与火力协同作战过程并给出作战效能的直观评估。     

迷彩伪装的三维视景仿真

针对当前军事工程伪装设计中存在的以经验为主导、设计效果无法预测等问题,提出一种基于MFC的Vega Prime仿真方法用于迷彩伪装的三维视景仿真。以我国某地区的数字高程模型为基础数据,采用三维可视化仿真技术,构建了伪装场景的地形模型和地物模型。通过纹理映射技术把迷彩图案实施到模型表面,并利用实时渲染引擎Vega Prime API对模型进行渲染,建立迷彩伪装仿真场景。仿真结果表明:采用视景仿真技术对工程伪装效果进行虚拟场景再现,能够生成逼真的迷彩伪装场景。     

基于MFC/Vega的炮兵行动在线仿真系统设计与实现

基于MFC的Vega视景开发是实现在线仿真的有效途径。本文首先分析了一般在线仿真系统的基本构成 ;其次 ,结合炮兵行动具体实现 ,提出炮兵作战行动在线仿真系统的详细设计过程 ,并给出其总体设计流程 ;最后 ,对基于MFC的Vega驱动视景开发的应用程序框架及有关的行动模块进行了实现。     

基于HLA的坦克分队作战视景仿真系统开发

利用三维可视化建模工具Creator、视景仿真软件Vega和HLA仿真支撑平台MAK-RTI,开发了基于HLA标准的坦克分队级作战视景仿真系统。使用Vega中的LOS碰撞检测方法,通过设置炮弹相邻两帧之间的距离作为碰撞检测距离,解决了碰撞中可能出现的穿越问题。分析了视景中坦克履带运动效果的实现方法,通过在Vega里动态切换履带模型Switch节点实现了履带运动效果。最后利用Vega中的特效模块实现了战场中的开火、爆炸等特效。     

导弹毁伤效果可视化仿真

三维视景仿真技术广泛应用于城市规划、军事仿真等领域,并发挥着重大作用。论述了4种基于Vega三维视景仿真技术实现特殊效果的方法,阐述了基于Visual C++和Vega的导弹毁伤效果仿真系统开发研究过程。结果表明了综合运用这4种特殊效果实现方法的可行性、优越性和实用价值,利用该系统可使训练人员直观地观察导弹击中目标毁伤状态的可视化仿真效果,有利于提高训练效果。     

子母型自治水下航行器回收控制视景仿真

基于VisualC++,Vega Prime,Multigen Creator和Matlab对子母型自治水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)回收控制视景仿真系统进行了开发研究。通过建立子/母AUV的动力学方程,给出了一种基于主-从运动状态同步思想的母AUV自主回收子AUV的控制方案。依据该方案,利用Multigen Creator创建了子/母AUV的实体模型,并由Vega Prime导入模型进行场景配置,以Matlab作为后台对子/母AUV的动力学方程进行实时计算,然后,采用VisualC++平台进行综合集成,得到子母型AUV回收控制视景仿真系统,并通过实例演示进行了验证。     

坦克射击三维视景实时立体显示研究

通过对人体生理学和计算机图形学的分析,阐述了三维视景实时立体显示的原理,提出了实现方法,并基于 AGC—ProV三维图形卡,对三维视景实时立体显示开发进行了论述.     

虚拟舰炮仿真训练系统的研究与设计

由于进行实弹射击的组织实施复杂,花费多,危险性大,易受天气,海况等条件影响,海军舰艇部队进行的实弹射击训练非常有限,远不能达到实战的需要.基于虚拟现实技术,对舰炮射击仿真训练模拟器的软件、硬件进行了总体设计,研究了炮弹弹道坐标的解算问题,使用Vega结合Creator进行视景系统的开发,研究建立了桌面式的虚拟现实系统.基本实现了舰炮射击仿真训练模拟器的桌面原型系统.     

基于WTK的装备维修训练虚拟现实系统建模与仿真算法

结合装备维修训练虚拟现实系统(VEMT)的研制,建立了基于WTK(虚拟现实工具包WorldToolKit)的VEMT层次结构模型和仿真场景图,并介绍了VEMT的主控模块仿真算法、场景图仿真算法、立体显示仿真算法和虚拟手抓取物体算法.     

惯性/GPS/EMC组合导航系统可视化仿真

提出了低成本惯性/GPS/EMC组合导航系统可视化仿真器的设计方案.根据捷联惯导算法和卡尔曼滤波原理,仿真器能模拟纯惯性导航、组合导航及纯数字仿真、半实物仿真等多种导航模式,绘制导航参数和误差曲线;可灵活设置航路点,系统自动生成航行轨迹,在电子地图中动态显示航迹和导航参数.仿真器为捷联姿态矩阵算法和导航算法提供验证数据源,为组合导航系统性能的研究提供可视化平台.实际应用表明,仿真器性能可靠,能极大地减少组合导航系统研究开发成本.     

基于HLA炮兵作战指挥视景仿真系统的设计与实现

基于分布交互仿真体系结构和虚拟仿真技术的发展,开发一套基于HLA的炮兵作战指挥仿真训练系统成为可能。介绍了炮兵作战指挥仿真训练系统的总体框架,规划了视景仿真系统的各项功能单元,详细说明了视景仿真系统的联邦设计,并且实现了Vega线程与仿真线程的通信。运行表明,该系统能够演示出仿真的全过程,并且满足系统仿真的实时性要求。     

飞行模拟系统中分布交互式视景的设计与实现

分布交互式视景是飞行模拟系统中的重要组成部分,是实现多机单通道（多通道）联网编队飞行的基础。提出了一种基于Mantis的分布交互式视景仿真系统,对视景系统的视景数据库、视景控制程序及网络结构进行了总体设计,构建了一个具有基本仿真功能,并且相对通用的分布式可视化实时视景仿真系统。并对多通道视景的同步、模拟器之间的时空一致性和三维模型简化等关键技术进行了研究与实现。该系统已经应用于实践,实现了直升机模拟器之间在同一环境下的联网飞行,并且取得了预期的视觉效果。     

实时数字场景仿真系统研究与实现

开发在实验室里测试导引头信息处理机的实时数字场景仿真系统已经成为了图像制导武器发展的迫切需要。介绍了一个由高性能PC机和PCI插卡构成的实时场景仿真系统,描述了该系统的工作流程和系统结构,以及软件和硬件等主要组件的工作原理和实现方法,试验结果表明系统能够满足实际应用的需要。     

分布式飞行视景仿真平台的设计与实现

基于多机空战战法训练设备的开发,对视景平台的组成、接口、网络结构、运行机制进行了总体设计,构建了一个具有基本仿真功能,并且相对通用的分布式可视化实时视景仿真平台.重点对飞行动力学仿真系统、视景显示系统和接口网络数据驱动进行了研究与实现.为提高平台的通用性和扩展性,采用了仿真控制主机和目标仿真机运行模式.仿真建模(Simulink)、三维建模(creator)和视景驱动(vega+vc)均采用商业软件,降低了平台的开发难度,缩短了开发周期,并且获得了高质量效果.     

基于制导武器的分布式半实物仿真系统研究

应导弹动态性能指标检验的迫切需求,开发了基于制导武器的分布式半实物仿真系统。充分利用仿真模型构建一体化思想,将整个半实物仿真系统按其功能划分成若干个网络节点,采用弹道仿真工作站集中式分布的星形结构进行分布式系统仿真。仿真软件借鉴Windows操作系统消息、事件驱动方式,采用客户/服务器运行机制,基于VC＋＋软件开发工具实现了半实物仿真系统中的数据采集、视景驱动的多线程开发,修正了视线角误差,从而确保了导弹动态性能检测精度;实现了导弹攻击过程可视化仿真,较准确地再现了制导武器在不同干扰条件下的攻击过程。     

近界视景导航中森林场景加速绘制

作为近界视景导航中典型地物,三维几何树模型能提高虚拟场景视觉精度,增强场景真实感,但会导致大规模森林场景绘制效率降低,从而降低视景导航精度。为提高绘制效率以确保视景导航精度,并提高场景真实感,采用布告板云算法构建了基于视距的多分辨率树模型,针对算法在近界视景导航应用中存在的问题进行了改进。为进一步提高近界特别是贴地飞行时高动态视点下视景导航精度,根据有限视域、威胁区域以及视觉冗余等特点,提出了一种基于高动态视点的加速绘制算法。通过实验对比分析,算法大幅提高了场景绘制效率,增强了场景视觉质量,提高了虚拟场景导航精度。