飛行視景仿真的研究和應(yīng)用

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1、·飛行視景仿真的研究和應(yīng)用摘要隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、視景仿真技術(shù)和通信電子技術(shù)的發(fā)展，信息可視化已經(jīng)成為信息收集的重要手段之一，因此建立、分析和設(shè)計(jì)飛行視景仿真系統(tǒng)，并針對(duì)其視景觀測信息進(jìn)行優(yōu)化處理是有著重大的理論研究意義的。利用飛行視景仿真系統(tǒng)進(jìn)行飛行模擬及飛行訓(xùn)練時(shí)，并非只是簡單的視景再現(xiàn)，而是需要同時(shí)保證顯示信息的精度和廣度，這就需要將圖像處理相關(guān)技術(shù)融入視景仿真技術(shù)中。本論文的主要工作是在研究《圖像放大技術(shù)在XXX型飛行視景仿真系統(tǒng)中的應(yīng)用》的項(xiàng)目背景下進(jìn)行的。近地飛行過程中，由于視點(diǎn)和地面拉近，導(dǎo)致

2、物體像視距離發(fā)生變化；由于使用的三維模型和衛(wèi)星圖片的紋理像素是固定的，不能達(dá)到系統(tǒng)所需清晰度，需要利用圖像處理技術(shù)中的圖像放大技術(shù)對(duì)其視景質(zhì)量進(jìn)行改善，因此研究基于圖像放大技術(shù)在飛行視景仿真中的應(yīng)用對(duì)于保證飛行視景的有效精度是及其重要的，具有重大的理論和實(shí)際研究價(jià)值，也是項(xiàng)目能否進(jìn)行的關(guān)鍵。本文首先闡述視景仿真常用技術(shù)，包括多通道立體顯示技術(shù)，分為多通道板塊立體顯示技術(shù)和多通道柱面立體顯示技術(shù)；通用建模技術(shù)，分為LOD技術(shù)、DOF技術(shù)和紋理映射技術(shù)，依據(jù)多通道顯示技術(shù)分析視景生成機(jī)制和視覺成像原理，利用L

3、OD技術(shù)、DOF技術(shù)和圖像紋理技術(shù)綜合建立飛機(jī)可視化視景仿真模型和地形可視化視景仿真模型，其中飛機(jī)模型建立過程包括飛機(jī)機(jī)體模型、飛行儀表模型和儀表指針模型三部分；而地形模型建立過程則包括地形模型構(gòu)建和地形紋理映射兩個(gè)過程，通過建立起飛行視景仿真系統(tǒng)，為后文研究相應(yīng)技術(shù)奠定基礎(chǔ)。通過分析飛行器視景環(huán)境立體性、多樣性、復(fù)雜性和密切性特點(diǎn)，并針對(duì)環(huán)境進(jìn)行動(dòng)態(tài)：如地面（水面）空中的活動(dòng)目標(biāo)、各種復(fù)雜氣象和碰撞檢測效果和靜態(tài)：如房屋，植被等分類后，利用時(shí)間凝固仿真渲染工具VegaPrime軟件，實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)虛擬視景

4、的模擬，包括設(shè)置有效觀察角度，定義動(dòng)態(tài)坐標(biāo)系統(tǒng)，并添加碰撞檢測、碎片特效以及碰撞前后靜態(tài)事物變化效果，包括碰撞檢測和碰撞響應(yīng)兩個(gè)方面，其中，檢測用來判斷碰撞發(fā)生與否；響應(yīng)用來說明碰撞現(xiàn)象，如煙火、爆炸、碎片等現(xiàn)象。這種方法可大大增加系統(tǒng)模擬的逼真度。在闡述傳統(tǒng)輪廓提取算子，包括Roberts算子、Prewitt算子、Sobel算子和Laplacian算子的計(jì)算原理和算法流程，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)明確較為先進(jìn)的輪廓提取算法描述。分析傳統(tǒng)Canny輪廓提取的劣勢，提出了一種引入可以依據(jù)圖像像素均值自適應(yīng)變化的尺度因

5、子，進(jìn)而設(shè)計(jì)均值自適應(yīng)Canny輪廓提取算法，闡釋自適應(yīng)調(diào)整高斯濾波的過程，算···萬方數(shù)據(jù)···哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文法分析表明改進(jìn)的均值自適應(yīng)整數(shù)像素提取算法可以在很大程度上增加圖像的抗干擾能力，有效地采集圖形輪廓信息，較傳統(tǒng)算法檢測效果優(yōu)秀。算法分析表明整數(shù)像素提取算法可以在很大程度上增加圖像的抗干擾能力，有效地采集圖形輪廓信息，較傳統(tǒng)算法檢測效果優(yōu)秀。針對(duì)某一圖像插值放大可以分解為內(nèi)部圖像插值放大和邊緣圖像插值放大。本文在分析多種傳統(tǒng)插值算法，包括線性插值算法和非線性插值算法適用性的基礎(chǔ)上，對(duì)

6、圖像信息進(jìn)行分類，依據(jù)內(nèi)部圖像低頻平滑性，選擇雙線性算法對(duì)內(nèi)部像素點(diǎn)進(jìn)行插值放大。為了精確描述邊緣的像素位置和像素灰度，設(shè)計(jì)基于誤差反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算模型作為邊緣亞像素灰度提取的函數(shù)逼近方法，定義低分辨率單位元，用已檢測出的亞像素邊緣點(diǎn)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，通過反向傳播學(xué)習(xí)算法自適應(yīng)地調(diào)整權(quán)值，實(shí)現(xiàn)邊緣函數(shù)逼近。文章最后將圖像放大技術(shù)應(yīng)用于飛行視景仿真中。首先建立VisualC++編譯環(huán)境，對(duì)VisualC++編譯環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)配置，建立VegaPrime基本框架，通過調(diào)用ACF模型，初始化ACF文件模型與變量

7、，場景初始化，實(shí)現(xiàn)飛行視景的鍵盤操作，通過仿真對(duì)2倍放大圖像和4倍放大圖像分別進(jìn)行分析比對(duì)，驗(yàn)證圖像放大技術(shù)應(yīng)用于視景仿真的實(shí)用性，實(shí)現(xiàn)飛行視景仿真系統(tǒng)進(jìn)行飛行模擬及飛行訓(xùn)練過程中顯示信息精度和廣度的要求，最終說明圖像放大技術(shù)在飛行視景仿真中的應(yīng)用對(duì)于保證飛行視景的有效精度是及其重要的，具有重大的理論和實(shí)際研究價(jià)值。關(guān)鍵詞：飛行視景仿真；圖像放大；輪廓提??；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)···萬方數(shù)據(jù)···飛行視景仿真的研究和應(yīng)用AbstractInformationvisualizationhasbecomeadevelop

8、menttrendofapplicationwiththedevelopmentofsimulation,virtualreality,communicationandthecorrespondingtechnologies.Virtualvisualizationofflightsimulationhasbeenahottopicwithtimegoing.Inthisthesis,onthebasisofreadingal