本文關鍵詞：無人機飛行姿態(tài)航跡虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科學技術的不斷發(fā)展，計算機軟、硬件得到不斷更新，為虛擬現(xiàn)實技術能得到廣泛使用奠定了基礎。將虛擬現(xiàn)實技術應用到無人機仿真系統(tǒng)中，不僅可以直觀地觀察無人機的飛行姿態(tài)，還可以用來訓練操縱手的操縱技術，具有重大的軍事價值和經濟價值。 本文以無人機為研究對象，，利用Multigen Creator、Vega Prime以及VisualStudio.Net2003三個工具共同開發(fā)了無人機飛行姿態(tài)航跡虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)。首先對虛擬現(xiàn)實技術及其發(fā)展進行了介紹，提出了本系統(tǒng)開發(fā)的技術路線。其次，根據(jù)無人機仿真系統(tǒng)的特征和要求完成了虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)的基本功能設計。主要內容包括：開發(fā)了一個虛擬海洋環(huán)境，包括海浪模型、無人機模型、航空母艦模型、島嶼模型，著重探討了海浪的建模技術；為無人機設計了四種運動策略，分別為游戲模式、飛行模式、自控模式和回放模式，用戶可以選擇任意一種進行仿真并可以對無人機的運動模式進行隨時切換；基于鍵盤和鼠標的輸入設備對無人機的飛行姿態(tài)進行控制并用Z方法實現(xiàn)了無人機在漫游時的碰撞檢測，在無人機發(fā)生碰撞后會發(fā)生爆炸、起火、冒濃煙等特效；實時顯示無人機位姿信息和在自控模式下實時顯示無人機的飛行航跡。 最后，根據(jù)技術路線和設計思路，編程實現(xiàn)了無人機飛行姿態(tài)航跡虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)。本系統(tǒng)運行效果良好，虛擬場景給人以逼真的沉浸感，用戶可以實時對無人機進行控制，具有很好的利用價值，為進一步的研究奠定了一定的基礎。
【關鍵詞】：無人機 虛擬現(xiàn)實 海浪 運動策略 碰撞檢測
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TP391.9;V279
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目錄6-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 課題研究背景及意義8-9
• 1.2 虛擬現(xiàn)實技術及發(fā)展現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 虛擬現(xiàn)實技術及其特征9-10
• 1.2.2 虛擬現(xiàn)實技術國內外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 虛擬現(xiàn)實技術實現(xiàn)飛行仿真的主要方法11-12
• 1.3 本文的主要研究內容與結構安排12-14
• 第2章 無人機虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)總體框架設計14-20
• 2.1 Vega Prime及其開發(fā)流程14-17
• 2.1.1 Vega Prime概述14-15
• 2.1.2 Vega Prime開發(fā)流程15-17
• 2.2 無人機虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)總體框架設計17-19
• 2.2.1 無人機虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)的主要組成部分17-18
• 2.2.2 系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境18
• 2.2.3 虛擬現(xiàn)實視景開發(fā)技術路線18-19
• 2.3 本章小結19-20
• 第3章 虛擬場景建模20-28
• 3.1 海浪模擬方法20-23
• 3.1.1 基于幾何的建模20-21
• 3.1.2 基于動力模型的建模21-22
• 3.1.3 基于物理的建模22
• 3.1.4 基于海浪頻譜的建模22-23
• 3.2 無人機、遼寧號航空母艦和島嶼的建模23-27
• 3.2.1 Creator簡介24-25
• 3.2.2 無人機、遼寧號航空母艦和島嶼的模型25-27
• 3.3 本章小結27-28
• 第4章 無人機虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)模塊設計28-44
• 4.1 坐標系統(tǒng)28-29
• 4.1.1 地心坐標系28
• 4.1.2 投影坐標系28-29
• 4.1.3 無人機機體坐標系29
• 4.2 數(shù)學技術基礎29-30
• 4.2.1 向量29-30
• 4.2.2 矩陣30
• 4.3 無人機運動策略設計30-35
• 4.3.1 游戲模式31
• 4.3.2 飛行模式31-33
• 4.3.3 自控模式及實現(xiàn)算法33-35
• 4.3.4 回放模式35
• 4.4 碰撞檢測模塊設計和碰撞檢測算法35-40
• 4.4.1 Tripod算法36-37
• 4.4.2 Bump算法37-38
• 4.4.3 LOS算法38
• 4.4.4 XYZPR和ZPR算法38-39
• 4.4.5 HAT和Z算法39-40
• 4.4.6 碰撞特效40
• 4.5 仿真界面設計40-43
• 4.5.1 啟動界面40-41
• 4.5.2 交互界面41-43
• 4.6 本章小結43-44
• 第5章 無人機虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)實現(xiàn)44-58
• 5.1 軟件架構設計44-47
• 5.1.1 MFC架構44-45
• 5.1.2 基于MFC的Vega Prime程序流程設計45-47
• 5.2 無人機虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)功能實現(xiàn)47-53
• 5.2.1 三維模型的加載47
• 5.2.2 視點跟隨功能實現(xiàn)47-48
• 5.2.3 無人機運動策略實現(xiàn)48-51
• 5.2.4 數(shù)據(jù)管理51
• 5.2.5 碰撞檢測實現(xiàn)51-52
• 5.2.6 無人機位姿信息的實時顯示52-53
• 5.3 仿真效果53-57
• 5.4 本章小結57-58
• 第6章 總結與展望58-60
• 6.1 本文總結58-59
• 6.2 進一步的工作59-60
• 參考文獻60-63
• 論文發(fā)表及參加科研情況說明63-64
• 致謝64-65

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：無人機飛行姿態(tài)航跡虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：257040