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《直升機(jī)飛行模擬器視景系統(tǒng)的分布式仿真研究》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。
1、—————————————————————直升機(jī)飛行模擬器視景系統(tǒng)的分布式仿真研究—————————————————————TheResearchofDistributedSimulationofVisualSysteminHelicopterFlightSimulator作者姓名：劉金鋒專業(yè)名稱：機(jī)械電子工程指導(dǎo)教師：倪濤教授學(xué)位類別：工學(xué)碩士答辯日期：2015年5月30日摘要近年來，隨著我國(guó)直升機(jī)技術(shù)取得長(zhǎng)足發(fā)展以及低空空域的開放，軍用和民用直升機(jī)數(shù)量飛速增長(zhǎng)，如何高效、經(jīng)濟(jì)、安全的培訓(xùn)直升機(jī)飛行員成為當(dāng)下急需解決的問題。目前，國(guó)內(nèi)外常用的培訓(xùn)方法有傳統(tǒng)的實(shí)飛訓(xùn)練和基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
2、搭建的直升機(jī)飛行模擬運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行的模擬訓(xùn)練。其中，后者更加高效、經(jīng)濟(jì)和安全。然而，當(dāng)前我國(guó)的直升機(jī)飛行模擬器普遍存在以下幾個(gè)問題：（1）關(guān)鍵技術(shù)和部件被國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷，使得國(guó)內(nèi)模擬器價(jià)格昂貴，難以在國(guó)內(nèi)普及；（2）對(duì)廣地域地形的細(xì)節(jié)渲染程度不高，近景圖像虛化嚴(yán)重，導(dǎo)致視景系統(tǒng)的眩暈；（3）多采用大屏幕投影的虛擬成像平面與實(shí)際駕駛艙機(jī)窗不統(tǒng)一，近地飛行存在視覺誤差。針對(duì)這些問題，研究如何以較低的成本研制高仿真度的直升機(jī)飛行模擬器具有非常重要的意義。本文立足于完全自主產(chǎn)權(quán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，參照某型號(hào)武裝直升機(jī)艙體結(jié)構(gòu)按1:1的比例搭建飛行模擬駕駛艙；在飛行模擬駕駛艙中，與真實(shí)機(jī)窗對(duì)應(yīng)的位置安裝
3、高分辨率液晶顯示器，解決計(jì)算機(jī)虛擬成像平面與真實(shí)物理系統(tǒng)觀測(cè)位置不統(tǒng)一的問題；設(shè)計(jì)模擬器操縱機(jī)構(gòu)及其信號(hào)測(cè)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)駕駛桿的配平和中位調(diào)整功能；采用觸屏式虛擬儀表盤替代真實(shí)儀表盤，從而極大的降低了模擬器硬件成本，并且不失其視覺效果。基于已有的3D渲染模塊、聲音模塊、動(dòng)力學(xué)模塊、AI模塊等搭建直升機(jī)視景仿真系統(tǒng)；依據(jù)物體具有自相似“層次”結(jié)構(gòu)特征，采用三角形邊線細(xì)分法構(gòu)建分形布朗運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，從而生成三維地形，獲得常規(guī)的紋理貼圖無法實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)精度；數(shù)據(jù)庫采用動(dòng)態(tài)加載的方式，結(jié)合層次細(xì)節(jié)LOD技術(shù)，確保視景系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和真實(shí)感渲染；基于CIGI網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，利用分布式仿真思想，實(shí)現(xiàn)多通道視景
4、同步更新；基于計(jì)算機(jī)3D成像機(jī)理，推導(dǎo)了規(guī)范視見體(CVV)下的斜透視投影矩陣，最終實(shí)現(xiàn)了多屏幕視景的精確拼接。在完成上述工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了直升機(jī)飛行模擬器的整體性能測(cè)試。通過動(dòng)感平臺(tái)與視景仿真系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行，成功的進(jìn)行了直升機(jī)的起飛、俯仰、橫滾、懸停、降落及墜毀等諸多實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所搭建的直升機(jī)飛行模擬器具有較高的逼真度、較好的實(shí)時(shí)性、較強(qiáng)的沉浸感，可廣泛用于直升機(jī)駕駛學(xué)員的技能培訓(xùn)。關(guān)鍵詞：直升機(jī)，模擬器，大地形，CIGI，屏幕拼接AbstractThenumberofbothmilitaryandcivilhelicoptersgotasharpincreasedueto
5、thehelicoptertechniquedevelopedbyleapsandboundsinChinainthepastfewyears.Toseekforacost-efficientandsecurepilotstrainingapproachhasbecameanurgentpoint.Therearetwocommontrainingwaysintheworldnowadays,onecalledtraditionalrealflighttrainingandanotheristobuildaflightsimulatorplatformbasedonvirtualrea
6、litytechnology.Obviously,thesecondwayismorecost-efficientandsecurethanthetraditionalapproach,butmanyproblemsaboutdomestichelicoptersimulatorsneedtoconquer.Forinstance,themonopolyofkeytechniquesandcomponentsofsimulatorsbydevelopedcountriescausedahighcost,soithardtowidespreadinChina;thedetailsofma
7、cro-reliefcan’trenderwell;thevirtualimagescan’tmatchwiththerealcockpitwindows;multichannelrenderoutofsynchrony,screensplicinginaccuracy.Thus,theworkofdevelopingakindofhighfidelityhelicopterflightsimulatorsunderalowcosttosolv
