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导弹虚拟试验可视化技术研究

作　者: 王璟南
导　师: 姜守达
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: 视景仿真实时仿真三维建模 Vega
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 142次
引　用: 3次
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内容摘要

导弹虚拟试验可视化技术研究是预研项目中的子课题。通过本课题研究,可实现在虚拟场景中模拟导弹发射、飞行及攻击过程,实现试验过程三维可视化及虚拟空间的动态显示,为导弹的研制和试验提供更直观的观察窗口。对于提高试验质量和效率具有重要意义。本课题以导弹虚拟试验为研究背景,研究了VRML/Java3D、3D Max/OpenGL、Creator/Vega三种类型的3D建模及视景仿真软件的原理及应用方法。通过分析确定了采用Creator/Vega方法开发导弹虚拟试验可视化软件。采用面向对象的思想对仿真模块进行分析,以真实导弹制导工作过程为依据,采用组件化设计思想,将视景仿真模块封装成组件,使用ATL模板库实现了视景仿真COM组件的开发。建立弹道仿真程序与视景仿真COM组件数据传输接口,研究了弹道坐标与世界坐标间的坐标转换方法,把导弹弹道位置坐标,导弹可视化模型坐标与三维场景世界坐标的有机结合,实现了导弹飞行过程的可视化。在深入研究视景仿真建模技术的基础上,选择专业的视景建模软件MutiGen Creator构造视景仿真所需的三维模型和三维场景,并进一步研究了通过建模方法提高实时性的技术。按照虚拟试验验证平台模型工具构造规范,封装视景仿真COM组件与视景仿真数据传输接口,构造了虚拟试验验证平台三维导弹及场景建模工具,使虚拟试验验证平台扩展了三维可视化试验功能。研究了Vega仿真引擎,包括LynX图形操作界面和应用程序接口API,对视景显示与驱动的几个关键技术逐一分析。最后,在Visual C++的软件平台下,采用实时交互方式,利用Vega软件可二次开发的API函数,为导弹三维建模组件提供了更丰富的渲染功能。经软件测试和实际使用表明,本软件实现了实时控制的视景仿真。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-16
  1.1 课题的背景  9
  1.2 课题的目的和意义  9-10
  1.3 可视化仿真技术的研究现状  10-14
    1.3.1 可视化仿真技术  10-11
    1.3.2 虚拟现实技术的实现方法  11-14
  1.4 本文研究内容  14-15
  1.5 文章结构  15-16
第2章需求分析  16-21
  2.1 导弹工作过程分析  16
  2.2 功能定义  16-18
  2.3 用例分析  18-20
  2.4 本章小结  20-21
第3章可视化建模技术研究  21-29
  3.1 建模技术研究  21-23
    3.1.1 建模技术特点  21
    3.1.2 视景仿真建模内容  21-22
    3.1.3 建模主要步骤  22-23
  3.2 物体的建模  23-27
    3.2.1 地形建模  24-25
    3.2.2 导弹模型  25
    3.2.3 发射车模型  25-27
    3.2.4 目标模型  27
  3.3 实时仿真建模关键技术  27-28
  3.4 本章小结  28-29
第4章软件设计  29-40
  4.1 通用软件接口规范  29-31
  4.2 坐标变换  31-33
  4.3 数据结构定义  33-34
  4.4 类设计  34-39
  4.5 本章小结  39-40
第5章软件实现与测试  40-51
  5.1 Vega软件环境  40-44
    5.1.1 Vega的仿真程序创建过程  40
    5.1.2 基于MFC的Vega应用程序  40-42
    5.1.3 视景渲染的关键技术和方法  42-44
  5.2 三维可视运动仿真组件实现  44-47
  5.3 软件测试  47-50
    5.3.1 软件测试技术  47-49
    5.3.2 测试结果  49-50
  5.4 本章小结  50-51
结论  51-53
参考文献  53-57
致谢  57

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