基于模式的視景仿真系統(tǒng)的構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)

《基于模式的視景仿真系統(tǒng)的構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、第一章緒論1．1課題來(lái)源及背景某軍用電臺(tái)是我軍情報(bào)指揮系統(tǒng)中無(wú)線數(shù)字傳輸網(wǎng)的主要數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)軍隊(duì)信息化建設(shè)的關(guān)鍵設(shè)備。該型電臺(tái)是新型超短波電臺(tái)，它技術(shù)復(fù)雜、功能強(qiáng)大，支持跳頻、明語(yǔ)、加密等多種工作方式。鑒于其在我軍信息化建設(shè)中的重要作用，它性能的好壞直接影響到我軍信息化建設(shè)的質(zhì)量與進(jìn)度，甚至影響到我軍情報(bào)指揮系統(tǒng)的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)該型電臺(tái)技術(shù)復(fù)雜，在使用中發(fā)生故障時(shí)，由于缺乏相應(yīng)的可視化模型，往往采取一次次地查找電路圖、一次次地對(duì)單個(gè)設(shè)備進(jìn)行加電測(cè)試等方式進(jìn)行故障定位。這樣不僅浪費(fèi)大量的人力和物力，甚至在戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)有可能造成災(zāi)難

2、性的后果。而且多次加電測(cè)試也會(huì)導(dǎo)致電臺(tái)設(shè)備的老化，難以對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)有效的定位和分析，并采取相應(yīng)的措施。由于該型電臺(tái)技術(shù)復(fù)雜、造價(jià)高昂，對(duì)維修人員的技術(shù)要求也比較高。如何對(duì)維修人員進(jìn)行系統(tǒng)的、富有成效的培訓(xùn)也是亟待解決的一個(gè)問(wèn)題。目前的學(xué)員培訓(xùn)主要是通過(guò)原理學(xué)習(xí)、電臺(tái)組件觀摩等環(huán)節(jié)進(jìn)行。但這樣的培訓(xùn)方式顯然存在以下局限性：缺乏直觀的感性認(rèn)識(shí)。訓(xùn)練僅僅停留在對(duì)教師課堂講解內(nèi)容和書(shū)本知識(shí)的消化，不能使學(xué)員對(duì)電臺(tái)的工作原理、組成結(jié)構(gòu)、維修時(shí)序等有身臨其境的感覺(jué)，難以產(chǎn)生直觀、真實(shí)的感性認(rèn)識(shí)。尤其是對(duì)于新學(xué)員，往往只能“紙上談兵"；缺乏系統(tǒng)性和連續(xù)

3、性。在特定的時(shí)間段內(nèi)只能針對(duì)特定的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，不能在學(xué)習(xí)的過(guò)程中進(jìn)行理論講解、實(shí)物演示的穿插，學(xué)員不能了解電臺(tái)全貌，只能在想象中學(xué)習(xí)。同時(shí)在長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有實(shí)物電臺(tái)進(jìn)行觀摩、故障維修訓(xùn)練的情況下，容易造成學(xué)員對(duì)專業(yè)知識(shí)的淡忘和生疏；由于該型電臺(tái)造價(jià)昂貴，實(shí)裝數(shù)量有限，不可能大量使用實(shí)物電臺(tái)來(lái)對(duì)學(xué)員進(jìn)行訓(xùn)練。這勢(shì)必造成大量學(xué)員長(zhǎng)期得不到上機(jī)實(shí)踐，對(duì)所學(xué)的知識(shí)內(nèi)容生疏，甚至遺忘，從而使得培訓(xùn)效率低下，質(zhì)量不高。同時(shí)，實(shí)物訓(xùn)練容易造成電臺(tái)損耗，報(bào)廢，引起培訓(xùn)成本的急劇上升。因此迫切需要對(duì)某新型軍用電臺(tái)實(shí)物進(jìn)行數(shù)字化仿真，深入到電臺(tái)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，

4、建立反應(yīng)電臺(tái)工作原理的電路仿真模型和反應(yīng)電臺(tái)實(shí)體結(jié)構(gòu)的視景仿真電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文模型，以彌補(bǔ)在使用實(shí)物電臺(tái)對(duì)學(xué)員進(jìn)行培訓(xùn)的過(guò)程中的實(shí)物電臺(tái)數(shù)量嚴(yán)重不足和實(shí)體電臺(tái)的損耗等種種缺陷。如此，不僅可以大幅節(jié)約培訓(xùn)成本，更使得學(xué)員的技術(shù)業(yè)務(wù)素質(zhì)上升一個(gè)層次，提高學(xué)校對(duì)學(xué)員的培訓(xùn)效率?！疤摂M電臺(tái)仿真系統(tǒng)”正是基于這一需求而開(kāi)發(fā)的仿真訓(xùn)練系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅可以在操作、維修上真實(shí)模擬某軍用電臺(tái)的單體操作、電路分析、故障模擬與設(shè)置，而且在后續(xù)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中還將利用計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行虛擬電臺(tái)通信組網(wǎng)訓(xùn)練，及在組網(wǎng)過(guò)程中的故障設(shè)置與排除練習(xí)。同時(shí)，可以通過(guò)進(jìn)

5、一步開(kāi)發(fā)、擴(kuò)展，使其成為一臺(tái)針對(duì)本型號(hào)電臺(tái)的虛擬故障檢測(cè)維修儀器。本虛擬電臺(tái)仿真系統(tǒng)的研究，不需要實(shí)際制造設(shè)備，不受實(shí)際運(yùn)行周期影響，能夠迅速取得結(jié)果，將為部隊(duì)在該設(shè)備的學(xué)習(xí)、維修方面帶來(lái)極大的便利，有利于該裝備保障能力的培養(yǎng)與提高?！疤摂M電臺(tái)仿真系統(tǒng)’’為總裝司令部立項(xiàng)支持，由我校與武漢軍械士官學(xué)院合作完成的科研課題。項(xiàng)目最終成果已經(jīng)過(guò)武漢軍械士官學(xué)院專家組驗(yàn)收并交付使用。截至目前，武漢方對(duì)此系統(tǒng)反應(yīng)良好。1．2仿真技術(shù)概述與國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1．2．1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VirtualReality，簡(jiǎn)稱VR)又稱靈境技術(shù)，是上世

6、紀(jì)末發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)涉及眾多學(xué)科的高新實(shí)用技術(shù)。它集先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感與測(cè)量技術(shù)、仿真技術(shù)、微電子技術(shù)于一體，利用計(jì)算機(jī)生成一種高度逼真的、具有視、聽(tīng)、觸等多種感知的虛擬環(huán)境(VirtualEnvironment)，使用戶產(chǎn)生身臨其境感覺(jué)。同時(shí)通過(guò)各種交互設(shè)備，實(shí)現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進(jìn)行自然交互。因此，一個(gè)身臨其境的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是由包括計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理與模式識(shí)別、多傳感器、語(yǔ)音處理與音像以及網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)所構(gòu)成的大型綜合集成環(huán)境【l】。與傳統(tǒng)的模擬技術(shù)相比，其主要特征是：操作者能夠真正進(jìn)入一個(gè)由計(jì)算機(jī)生成的交互式三維虛擬環(huán)境中，并與之產(chǎn)生

7、互動(dòng)，進(jìn)行交流。通過(guò)參與者與仿真環(huán)境的相互作用，并借助人本身對(duì)所接觸事物的感知和認(rèn)知能力，幫助啟發(fā)參與者的思維，以全方位地獲取虛擬環(huán)境所蘊(yùn)涵的各種空間信息和邏輯信息。從本質(zhì)上講，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種先進(jìn)的數(shù)字化人機(jī)接口技術(shù)。它通過(guò)給用戶同時(shí)提供諸如視、聽(tīng)、觸等各種直觀而又自然的實(shí)時(shí)感知交互手段，最大限度．2．第一章緒論地方便用戶的操作，從而減輕用戶的負(fù)擔(dān)，提高整個(gè)系統(tǒng)的工作效率?？偟膩?lái)說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)具有三“I”特征：即沉浸(Immersion)特性、交互(Interaction)特性和想象(hna舀nation)特性【21，它們之間的關(guān)系如圖2

8、．1所示。其中，沉浸感(Immersion)是指VR系統(tǒng)不再像傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)接口技術(shù)，它基于自然的交互方式使用戶完全沉浸在計(jì)算機(jī)所營(yíng)造的虛擬環(huán)境中；交互性(Interaction)是