摘要
虚拟现实技术是计算机技术、计算机图形学、传感技术、人体工程学、多媒体技术等一系列高新技术的汇集。这是一种人机交互的新的手段来解决现实世界中问题的新方法。目前,其应用前景和科学价值已经引起了广泛关注,在各个领域起着重要的作用,如航空航天、机械设计、信息管理、军事训练、医学治疗、教育教学和影视娱乐等。
本文针对当前国内外坦克训练模拟器开发和使用的具体情况,提出了坦克虚拟现实驾驶模拟平台的设计思想。研究中建立了坦克动力学模型,重点分析了坦克直线行驶和转向行驶的受力情况及其动力学模型。针对仿真系统对三维场景和坦克模型高逼真度的要求,采用三维建模软件MultiGen-Creator,及结合实际坦克的具体参数,建立了坦克的三维模型及三维场景模型。并利用实时仿真软件Vega,建立了符合本系统要求的仿真控制程序。为增加用户的沉浸感,使环境更加逼真,并对雨雪雾等的自然景观特效进行仿真。通过测验验证,较好的实现了仿真效果,基本上满足了视景仿真系统所要求的实时交互性和真实的沉浸感。最后对本文的研究工作进行了总结,和本文存在的不足以后的工作做出了展望。
Virtual reality is computer technology, computer graphics, sensor technology, human engineering, multimedia technology and a series of high-tech pool. This is a new means of human-computer interaction to solve real world problems the new method. At present, its prospects and scientific value have attracted wide attention in various fields play an important role, such as aerospace, mechanical design, information management, military training, medical treatment, education and teaching and video entertainment.
In this paper, the training simulator for the current domestic and international tank development and use of the specific circumstances raised tank virtual reality driving simulation platform design. Study established the tank kinetic model, analyzed the tank straight driving and steering a moving force and its dynamic model. According to the simulation system model of three-dimensional scene and the tank requirements of high fidelity, three-dimensional modeling software MultiGen-Creator, and combined with the specific parameters of the actual tanks, tank set up three-dimensional model and three-dimensional scene model. And application of Vega, built according to the requirements of the system simulation control program. And to further increase user immersion and to be more realistic the environment, simulation of the special weather snow and fog. Through testing to achieve a better simulation results, to meet the visual simulation system requires real-time interactivity and real immersion. The last major work is summarized and the shortcomings in the work of the future prospects made.
引文
[1].胡小强.虚拟现实技术基础与应用[M].北京：邮电大学出版社,2009：1-6,127-133
[2].韦有双,杨湘龙,王飞.虚拟现实与系统仿真[M].北京：国防工业出版社,2004：1-4
[3].赵乾,余雪丽,田川.视景仿真技术在自行炮驾驶模拟器中的应用[J].电脑开发与应用,2005年11期：42-44
[4].田晓.某新型坦克综合训练模拟器虚拟现实系统及其视景仿真的实现研究.[D]南京理工大学,2007：2
[5].曹建平.船舶运动建模及虚拟现实技术的实现.[D]厦门大学,2007：40
[6]. Wang Bo, Wan Lei, Xu Yu-ru, Qin Zai-bai. Modeling and simulation of a mini AUV in spatial motion[J]. Journal of Marine Science and Application,2009年01期
[7].贾连兴.仿真技术与软件[M].北京：国防工业出版社,2006：151-159
[8].崔宁.虚拟现实装甲车模拟驾驶系统研究.[D]吉林大学,2005：45
[9].马彦君.基于虚拟现实技术的战场仿真系统研究.[D]国防科学技术大学,2006：17-18
[10].王延红,袁媛,杨平利,江凌.建模软件Creator中的纹理映射技术[J].中国体视学与图像分析,2008年第1期：63-66
[11].孟晓梅.刘文庆.MultiGen Creator教程[M].国防工业出版社,2005：232-233
[12].李安定,陈定方.汽车驾驶模拟器视景建模技术研究[J].湖北工业大学学报,2008年6月：27-29
[13].芦鸿雁,李斌兵.Multigen Creator三维建模的关键技术与实践[J].计算机与信息技术,2007年10月：19-21
[14].龚卓蓉.Vega程序设计[M].北京：国防工业出版社,2002：1-2,6-19
[15].龚卓蓉.LynX图形界面[M].北京：国防工业出版社,2002：12
[16].吕帮俊,邢继峰,黄华斌,尹成彬.基于Multigen和Vega的舰船航行视景仿真[J].仿真技术,2006年5(1)期：299-301
[17].商云鹏.基于HLA和VR的防空导弹作战仿真系统研究.[D]东北大学,2004：53
[18].张继伟.基于Multigen Vega虚拟现实平台的开发与应用.[D]中国海洋大学,2006：15-18
[19].付战平,周秀芝,于辉,于海滨.某型飞机飞行训练器的设计与实现[J].青岛理工大学学报,2008年2期：75-79
[20].付惠珍.汽车驾驶模拟器视景仿真系统的研究.[D]吉林大学,2007：15-19
[21].李营.六自由度坦克驾驶模拟器开发.[D]吉林大学,2005：9-11
[22].赵颖.基于虚拟现实技术的三轮车辆驾驶模拟器的开发.[D]吉林大学,2007：6-8
[23].郭学静.基于虚拟现实的摩托车驾驶模拟系统研究.[D]吉林大学,2007：10-11
[24].张小行,曹清华.六自由度汽车驾驶模拟器视景仿真系统研究[J].设计与制造,2009年9月：71-73
[25].姚其昌.基于六自由度的汽车驾驶虚拟现实系统的开发.[D]吉林大学,2005：8-9
[26].王学宁.越野环境中坦克动力学模型研究.[D]国防科学技术大学,2002：5-30
[27]. Zhang Lei, Huang Qi-hong, Jiang Hong-zhou, Zhang Yan-yan, Li Hong-ren.
Object-oriented Aerodynamic Model in PC-based Flight Simulator[J].系统仿真学报,2008年1期
[28]. Han Bao-kun, Li Xiao-lei, Wang Chang-tian. Track Model and Analysis of High-speed Tracked Vehicles[J].系统仿真学报,2003年12期
[29].于俊发,丛明,王智勇,曹斌.坦克驾驶模拟器的运动仿真算法与实现[J].计算机仿真,2007年7期：305-308
[30].王双双,张豫南,张朋,赵玉慧.电传动履带式装甲车辆动力学建模与仿真[J].计算机仿真,2009年3期：21-25
[31].宁甲奎.坦克驾驶训练模拟器视景仿真系统的研究.[D]吉林大学,2007：21-34
[32].周云波,李宏才,闫清东.坦克机动性虚拟试验研究[J].战术导弹技术,2006年9期：83-86
[33].王乘,周均清,李利军.Creator可视化仿真建模技术[M].武汉：华中科技大学出版社,2005：267,346-355
[34].杨旻.基于MultiGen的真实感虚拟场景绘制研究.[D]北京交通大学,2007：11-13
[35]. Wang Yun-jia, Fu Yong-ming, Fu Er-jiang. On 3D Geo-visualization of a Mine Surface Plant and Mine Roadway[J]. Geo-Spatial Information Science,2007年04期
[36].陈杰.基于Vega的舰船打击仿真系统研究.[D]哈尔滨工程大学,2008：9-11
[37].仇小鹏,杨平利,蒋阳.仿真建模利器——MultiGen Creator[J].计算机仿真,2007年5期：279-282
[38].刘晓巍,田卫萍,田川.基于Creator/Vega的三维战场仿真[J].电脑开发与应用,2007年3期：14-16
[39].卢忠尉,郝颖明.基于Creator大地景建模的研究与实现[J].仿真技术,2010年2(1)期：139-140
[40].卢平.战斗机飞行模拟器视景仿真系统研究.[D]吉林大学,2007：16-24
[41].Gao Yan-song, Weng Yue-zong, Peng Guo-jun, Ke Ran-xun, Shao Jin-xing. Research on 3D Simulation Technology Applied in Navigation-Aid Management [J].吉首大学学报(自然科学版),2007年6期
[42].陈茹.汽车驾驶模拟器虚拟视景中天气特效设计与实现.[D]武汉理工大学,2007：20-22
[43].董志明,彭文成,郭齐胜.基于粒子系统的战场环境特效仿真[J].系统仿真学报,2006年8月：470-474
[44].杨述华,廖守亿,王仕成,张金生.基于粒子系统和Vega的实时雨雪模拟[J].计算机应用,2008：238-240
[45].李宁,王立文.基于Vega的机场天气特效视景仿真研究[C].第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议,2008：497-501
[46].田振显.利用虚拟现实技术对战场进行三维建模与仿真研究.[D]重庆大学,2008：48-49
[47].张立民,滕建辅,彭耿,邱立军.Real-Time Collision Detection for Large-Scale Virtual Battlefield Environment[J].天津大学学报,2006年6月
[48].杨磊,杜忠友,胡雪梅,张志军,孙翠娟.碰撞检测技术与虚拟坦克仿真训练[J].山东建筑大学学报,2008年5期：438-440