本文關(guān)鍵詞：直升機(jī)飛行模擬器視景系統(tǒng)的分布式仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái)，隨著我國(guó)直升機(jī)技術(shù)取得長(zhǎng)足發(fā)展以及低空空域的開(kāi)放，軍用和民用直升機(jī)數(shù)量飛速增長(zhǎng)，，如何高效、經(jīng)濟(jì)、安全的培訓(xùn)直升機(jī)飛行員成為當(dāng)下急需解決的問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)外常用的培訓(xùn)方法有傳統(tǒng)的實(shí)飛訓(xùn)練和基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)搭建的直升機(jī)飛行模擬運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行的模擬訓(xùn)練。其中，后者更加高效、經(jīng)濟(jì)和安全。然而，當(dāng)前我國(guó)的直升機(jī)飛行模擬器普遍存在以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）關(guān)鍵技術(shù)和部件被國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷，使得國(guó)內(nèi)模擬器價(jià)格昂貴，難以在國(guó)內(nèi)普及；（2）對(duì)廣地域地形的細(xì)節(jié)渲染程度不高，近景圖像虛化嚴(yán)重，導(dǎo)致視景系統(tǒng)的眩暈；（3）多采用大屏幕投影的虛擬成像平面與實(shí)際駕駛艙機(jī)窗不統(tǒng)一，近地飛行存在視覺(jué)誤差。針對(duì)這些問(wèn)題，研究如何以較低的成本研制高仿真度的直升機(jī)飛行模擬器具有非常重要的意義。 本文立足于完全自主產(chǎn)權(quán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，參照某型號(hào)武裝直升機(jī)艙體結(jié)構(gòu)按1:1的比例搭建飛行模擬駕駛艙；在飛行模擬駕駛艙中，與真實(shí)機(jī)窗對(duì)應(yīng)的位置安裝高分辨率液晶顯示器，解決計(jì)算機(jī)虛擬成像平面與真實(shí)物理系統(tǒng)觀(guān)測(cè)位置不統(tǒng)一的問(wèn)題；設(shè)計(jì)模擬器操縱機(jī)構(gòu)及其信號(hào)測(cè)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)駕駛桿的配平和中位調(diào)整功能；采用觸屏式虛擬儀表盤(pán)替代真實(shí)儀表盤(pán)，從而極大的降低了模擬器硬件成本，并且不失其視覺(jué)效果。 基于已有的3D渲染模塊、聲音模塊、動(dòng)力學(xué)模塊、AI模塊等搭建直升機(jī)視景仿真系統(tǒng)；依據(jù)物體具有自相似“層次”結(jié)構(gòu)特征，采用三角形邊線(xiàn)細(xì)分法構(gòu)建分形布朗運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，從而生成三維地形，獲得常規(guī)的紋理貼圖無(wú)法實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)精度；數(shù)據(jù)庫(kù)采用動(dòng)態(tài)加載的方式，結(jié)合層次細(xì)節(jié)LOD技術(shù)，確保視景系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和真實(shí)感渲染；基于CIGI網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，利用分布式仿真思想，實(shí)現(xiàn)多通道視景同步更新；基于計(jì)算機(jī)3D成像機(jī)理，推導(dǎo)了規(guī)范視見(jiàn)體(CVV)下的斜透視投影矩陣，最終實(shí)現(xiàn)了多屏幕視景的精確拼接。 在完成上述工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了直升機(jī)飛行模擬器的整體性能測(cè)試。通過(guò)動(dòng)感平臺(tái)與視景仿真系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行，成功的進(jìn)行了直升機(jī)的起飛、俯仰、橫滾、懸停、降落及墜毀等諸多實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所搭建的直升機(jī)飛行模擬器具有較高的逼真度、較好的實(shí)時(shí)性、較強(qiáng)的沉浸感，可廣泛用于直升機(jī)駕駛學(xué)員的技能培訓(xùn)。
【關(guān)鍵詞】：直升機(jī) 模擬器 大地形 CIGI 屏幕拼接
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：V216.8;TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題來(lái)源10
• 1.2 選題背景及研究意義10-12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究概況12-15
• 1.4 論文主要內(nèi)容和章節(jié)安排15-18
• 第2章 直升機(jī)飛行模擬器的結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)18-28
• 2.1 模擬器系統(tǒng)工作原理18-20
• 2.2 模擬器的功能模塊20-23
• 2.2.1 模擬駕駛艙20
• 2.2.2 動(dòng)感模擬子系統(tǒng)20-21
• 2.2.3 虛擬視景界面顯示子系統(tǒng)21-22
• 2.2.4 動(dòng)力學(xué)解算子系統(tǒng)22
• 2.2.5 音響仿真子系統(tǒng)22-23
• 2.3 模擬器操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì)23-27
• 2.3.1 真實(shí)直升機(jī)操縱系統(tǒng)原理圖23
• 2.3.2 模擬器操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)23-25
• 2.3.3 操縱系統(tǒng)信號(hào)測(cè)控系統(tǒng)25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 模擬系統(tǒng)視景仿真環(huán)境建模28-45
• 3.1 直升機(jī)模擬器的坐標(biāo)系定義28-29
• 3.2 地面坐標(biāo)系與空間大地坐標(biāo)的變換29-31
• 3.3 虛擬視景系統(tǒng)大地形建模31-35
• 3.3.1 分形布朗運(yùn)動(dòng)31-33
• 3.3.2 中點(diǎn)位移法原理33-35
• 3.4 直升機(jī)的三維建模35-36
• 3.5 視景仿真中圖形建模關(guān)鍵技術(shù)36-43
• 3.5.1 LOD（Level-of-Detail）技術(shù)36-38
• 3.5.2 基于動(dòng)力學(xué)規(guī)律的風(fēng)吹草動(dòng)效果38-43
• 3.6 本章小結(jié)43-45
• 第4章 視景仿真三維引擎框架構(gòu)建45-51
• 4.1 視景仿真引擎層級(jí)結(jié)構(gòu)45-48
• 4.2 引擎基類(lèi)及其調(diào)用關(guān)系48-50
• 4.3 本章小結(jié)50-51
• 第5章 基于 CIGI 的分布式視景仿真及視景拼接技術(shù)51-66
• 5.1 分布式仿真及多通道渲染技術(shù)51-53
• 5.2 通用圖形接口協(xié)議 CIGI53-58
• 5.2.1 CIGI 操作模式54-56
• 5.2.2 數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)56-57
• 5.2.3 實(shí)體控制數(shù)據(jù)包57-58
• 5.3 多屏幕視景拼接58-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 第6章 仿真實(shí)驗(yàn)66-74
• 6.1 飛行模擬器仿真環(huán)境建模實(shí)驗(yàn)分析66-70
• 6.2 多通道渲染及視景拼接實(shí)驗(yàn)70-72
• 6.3 飛行模擬器特效實(shí)例72-73
• 6.4 本章小結(jié)73-74
• 第7章 論文的工作總結(jié)及展望74-77
• 7.1 論文的工作總結(jié)74
• 7.2 特色之處74-75
• 7.3 工作展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 致謝82

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：直升機(jī)飛行模擬器視景系統(tǒng)的分布式仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：390420