基于Vega Prime的坦克虚拟仿真训练系统的设计与实现

发布时间：2023-05-20 10:45

　　虚拟现实技术是20世纪新兴的一门学科,它基于物理学、心理学等经典理论,融合了3D投影显示、空间跟踪定位等前沿科技,它依据现实而不拘泥于现实,可以充分发挥人的想象力和创造力,目前已广泛的应用于军事、工程、教育、卫生等多个领域。 本文针对坦克部队实际训练面临的问题,利用虚拟现实技术设计了一个坦克虚拟仿真训练系统。系统以美国M1坦克的部分真实数据为基础,配合精确的三维模型、逼真气象环境、以及爆炸、闪光特效等,构建了一个坦克虚拟仿真训练环境,实现了坦克的驾驶、射击、智能对抗以及指挥监控、综合评估等功能。 系统主要分为模型制作和仿真实现两个环节。模型制作使用了Creator、GL Studio等软件,主要包括：地形模型的制作,地物特征的添加,装备模型的建立,仪表界面的设计以及纹理贴图的使用等；制作过程中,使用了细节层次、实例化以及纹理映射等技术,有效地降低了模型库的空间,部分仪表界面模型添加了代码,可实现交互功能。仿真实现使用了Vega Prime视景仿真平台,具体编程在VS.NET2003环境下实现,主要包括：虚拟场景的构建(如气象环境因素的仿真,特效的生成,路径的规划等),以及坦克动力学仿真...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的背景及意义
    1.2 虚拟现实概述
        1.2.1 虚拟现实的概念
        1.2.2 虚拟现实的特征
    1.3 国内外军事训练模拟系统研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 本文的主要工作
    1.5 本章小结
2 系统的开发工具
    2.1 系统的硬件要求和编程环境
        2.1.1 系统硬件
        2.1.2 编译环境
    2.2 三维建模工具Creator
        2.2.1 OpenFlight格式简介
        2.2.2 Creator的模块组成
        2.2.3 Creator的关键技术
    2.3 视景仿真平台Vega Prime
        2.3.1 Vega Prime的特点
        2.3.2 Vega Prime的组成
        2.3.3 Vega Prime的框架
    2.4 仪表仿真软件GL Studio
        2.4.1 GL Studio的特点
        2.4.2 GL Studio的开发过程
    2.5 本章小结
3 系统的总体设计
    3.1 系统功能分析
    3.2 系统总体框架
    3.3 本章小结
4 系统的模型制作
    4.1 地形地物模型的建立
        4.1.1 地形数据的获取与转换
        4.1.2 创建地形模型
        4.1.3 应用地形纹理
        4.1.4 添加地物特征
    4.2 装备模型的建立
    4.3 仪表界面模型的建立
    4.4 本章小结
5 系统的仿真实现
    5.1 虚拟场景构建
        5.1.1 模型的加载
        5.1.2 特效的应用
        5.1.3 碰撞检测的应用
        5.1.4 运动策略的应用
    5.2 坦克动力学仿真
        5.2.1 直驶动力学仿真
        5.2.2 转向动力学仿真
    5.3 坦克火控系统仿真
        5.3.1 测距
        5.3.2 瞄准角和飞行时间计算
        5.3.3 修正计算
        5.3.4 外弹道简化模型实现
    5.4 人工智能仿真
        5.4.1 追逐与闪躲
        5.4.2 拦截
        5.4.3 编队
        5.4.4 寻路
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3820973