基于虛擬現(xiàn)實(shí)的無人機(jī)航跡規(guī)劃仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與初步實(shí)現(xiàn).pdf

1、鑒于航跡的特點(diǎn)和現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的重要性，為了提高軍隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力，應(yīng)對(duì)各種威脅，實(shí)現(xiàn)有效打擊，對(duì)航跡的研究顯得迫切而且必要，然而對(duì)航跡實(shí)物驗(yàn)證相當(dāng)困難，二維的航跡仿真系統(tǒng)也已經(jīng)不能滿足無人機(jī)技術(shù)的需求。本文選題正是基于這種背景下，從仿真系統(tǒng)和實(shí)際應(yīng)用的需求出發(fā)，基于EV_Globle三維GIS地理信息系統(tǒng)平臺(tái)，在研究無人機(jī)航跡規(guī)劃算法的基礎(chǔ)上，開發(fā)出一套三維航跡仿真系統(tǒng)。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：
　　1.根據(jù)設(shè)計(jì)目的和應(yīng)用對(duì)

2、仿真系統(tǒng)做了詳細(xì)的研究，提出C/S架構(gòu)設(shè)計(jì)，分為服務(wù)器和客戶機(jī)兩個(gè)部分實(shí)現(xiàn)：服務(wù)器承載航跡規(guī)劃算法生成航路數(shù)據(jù)，客戶機(jī)上傳任務(wù)、接受航跡數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)任務(wù)飛行仿真；在設(shè)計(jì)過程中，按照功能的不同將服務(wù)器和客戶機(jī)細(xì)分為多個(gè)模塊，利用設(shè)計(jì)模式編碼各個(gè)模塊，可以不用大量修改源碼實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)的維護(hù)和拓展，降低開發(fā)成本，縮減開發(fā)周期。
　　2.服務(wù)器主要負(fù)責(zé)航跡的生成：基于無人機(jī)C模型，加入多種三維威脅源元素模型用于三維空間規(guī)劃航跡，模擬真實(shí)的航

3、跡飛行任務(wù)；設(shè)計(jì)航跡規(guī)劃算法加載模塊用于拓展規(guī)劃算法庫，方便用戶加載、測(cè)試驗(yàn)證、對(duì)比多種航跡算法；采用進(jìn)程注入規(guī)劃航跡算法 dll，一次航跡飛行任務(wù)任務(wù)—一種規(guī)劃算法—一個(gè)進(jìn)程模式，可以提高設(shè)備資源利用率，加快規(guī)劃速度。
　　3.客戶機(jī)引入虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）技術(shù)主要負(fù)責(zé)飛行任務(wù)仿真全過程：基于多文檔、消息機(jī)制、回調(diào)機(jī)制設(shè)計(jì)控制臺(tái)，界面部件可以靈活組合；使用DirectX接口開發(fā)設(shè)計(jì)幾何模型，建立航跡三維元素

4、幾何模型庫，設(shè)計(jì)樹形結(jié)構(gòu)分類管理模型庫，實(shí)現(xiàn)資源共享；插件式設(shè)計(jì)虛擬屏顯，圖形化替代二維曲線文本顯示無人機(jī)飛行的姿態(tài)信息以及其他重要的信息，用戶可以根據(jù)不同的需求自由配置屏顯面板或者添加新的儀表控件；結(jié)合 EV_Globle三維地理信息系統(tǒng)，在保留二維仿真優(yōu)點(diǎn)前提下實(shí)現(xiàn)三維航跡場(chǎng)景搭建，三維航跡仿真，更加逼真的模擬真實(shí)環(huán)境下的航跡任務(wù)飛行；設(shè)計(jì)非對(duì)稱加密RSA算法加密航路工程文件，提高系統(tǒng)的安全性；借助 P-INVOKE平臺(tái)協(xié)調(diào)跨語言數(shù)

5、據(jù)類型、函數(shù)的轉(zhuǎn)換，解決客戶機(jī)和服務(wù)器之間TCP/IP跨語言之間通信兼容問題。
　　4.服務(wù)器和客戶機(jī)功能分工明確，可以很方便的布置成規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)多客戶機(jī)、多服務(wù)器并行規(guī)劃，提高了仿真系統(tǒng)的規(guī)劃效率。
　　經(jīng)過測(cè)試，本仿真系統(tǒng)完成了各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的要求，工作穩(wěn)定，性能可靠，可以幫助用戶按照任務(wù)需求建立航路任務(wù)，規(guī)劃出合理的航跡，模擬真實(shí)型號(hào)的無人機(jī)執(zhí)行航路飛行的全過程。建立航跡三維元素幾何模型庫，實(shí)現(xiàn)多航路共享庫資源，節(jié)省了