下视景象实时图像姿态畸变的仿真

下视景象匹配仿真系统中,需要用计算机模拟生成大量实时图像来评估匹配算法的性能。在影响下视景象实时图像成像的各种误差因素中,导弹偏航、俯仰和翻滚等姿态引起的成像姿态畸变是其关键的畸变误差模型之一。该文研究了导弹姿态对下视景象实时图像成像所造成的影响,并在建立和分析实时图像成像姿态畸变数学模型的基础上,详细阐述了一种利用基准图进行实时图像姿态畸变模拟仿真的方法,以模拟生成所需的实时图像。仿真实验结果验证了该方法的正确性和有效性。     

平流层气球吊篮姿态远程视景监控系统设计

气球飞行于大气同温层带时,球载吊篮由于受到强大气扰动力的影响,相对于基准姿态存在随机转动和摆动的姿态偏差,该偏差会导致吊篮靶斑机构瞄准线方向偏离其对地面光源点的指向,从而影响科研数据的搜集.该文结合平流层气球吊篮及姿态控制系统的研制,介绍了吊篮姿态的解算过程以及利用LabWindows/CVI平台及OpenGL图形库开发仿真视景监控软件对吊篮实施遥控遥测的方法,软件开发过程利用组件技术建立视景对象模型,提高了软件的灵活性、可移植性和可扩充性.软件对气球吊篮的飞行全过程进行模拟仿真,直观、实时地反映了气球吊篮在高空的飞行姿态,并且有效地对吊篮姿态完成了干预控制.     

多数据融合在导弹遥测监控视景仿真的应用

针对目前传统遥测系统在获取导弹的姿态参数、环境参数和工作状态数据显示不够直观且不利于监控和显示飞行轨迹的问题,设计了遥测监控视景仿真系统。该系统通过卫星通信模块将采集到的弹道姿态参数信息利用卡尔曼滤波算法进行数据融合后传输到用户终端,实时驱动视景仿真系统中导弹三维仿真场景以便直观形象真实地显示导弹运动状态。实验结果表明了该系统可多次多视角重复观测导弹飞行状态,可实时再现导弹飞行发射过程,有利于提高导弹研发效率并显著降低研发成本。     

空间近距操作视景仿真系统研究

在空间近距操作仿真中,根据航天器飞行轨迹和外部环境因素的影响实时的仿真控制航天器的位置、姿态与特效是关键点。通过对航天器飞行轨迹的数字仿真数据和飞行过程中特效的研究,采用数字仿真数据作为飞行状态数据库,基于软件平台Creator和Vega开发出空间近距操作视景仿真系统。对该系统的设计和实现进行研究,通过系统总体框架和场景的几何建模及动力学建模,实现了追踪航天器从最初机动到最终逼近目标航天器以及完成操作的精确仿真,较好地解决了飞行中航天器的位置、姿态控制和各飞行阶段特效的生成等问题,具有较好的实时性。     

直升机飞行视景仿真实现

为了用视景仿真技术模拟直升机的飞行姿态,通过三维视景建模软件Multigen Creator,建立了直升机、地形场景的视景模型,以三维仿真软件包OpenGVS作为图形开发引擎,用现代软件工程的方法,在VisualC++6.0平台上构建了直升机飞行仿真软件的整体框架,完成其中关键模块的代码编写.对于输入模块,用游戏杆作为视点变换的控制工具,运用Direct-Input接口技术对其编程.通过实例运行所编制代码,在飞行操作杆控制下,系统在飞行模拟过程中实时跟随性较好,达到理想的飞行仿真效果,从而为以后进一步研究直升机综合操纵特性和飞行品质作了一个预先性仿真研究.     

基于Vega Prime的高空飞艇视景仿真设计

针对高空飞艇在飞行控制半物理仿真实验中实时数据可视化的问题,基于虚拟仿真技术,提出了一种高空飞艇视景仿真系统设计方案。建立了高空飞艇三维模型,并使用细节层次等高级建模技术对三维模型数据库进行了优化。提出了通过反射内存网与半物理仿真系统进行实时数据传输的方式,在Vega Prime环境下完成了基于控制台的视景仿真程序开发。在硬件系统支持下,实现了高空飞艇飞行过程仿真场景的立体渲染,仿真效果能够满足半物理仿真实验数据的实时逼真显示要求。     

一种简化的雷达三维探测数据生成方法研究

雷达电子战三维实时视景仿真能够全面表现雷达电子战系统的作战态势、进程和对抗效果,为指挥员正确把握战场态势提供支持。在进行雷达电子战三维视景仿真时,传统的方法是直接构建雷达的三维探测数据,然后生成三维态势图。传统方法导致计算复杂,数据量大,不能够满足实时仿真的要求。现提出了一种在雷达探测范围二维包络线计算模型的基础上,结合垂直面上雷达天线方向图,空间数据生成的简化算法,同时考虑了雷达受到干扰情况下雷达天线垂直方向函数的修正方法。以上方法简化了计算过程,有效的减少了数据量。利用提出的方法,开发的视景仿真系统在实践中得到了应用,能够满足实时要求,文中给出了具体实例和仿真结果图。     

基于VS的捷联惯导系统仿真器设计

针对在实验室环境下实时获取飞机真实动态数据难度大的问题,借助飞行控制原理设计了飞机实际的飞行轨迹,并利用飞行轨迹产生的真实数据解算惯导误差及惯导参数,模拟了对惯导系统的动态导航.利用模块化设计思想,建立了捷联惯导系统的仿真轨迹模块、惯性器件参数输入模块、导航参数计算模块、视景仿真模块等,并在Visual Studio 2005开发环境下设计了捷联惯导系统仿真系统.用户界面直观简洁,通用性较强,可以实现人机交互、实时仿真等效果.仿真结果与惯导系统误差特征一致,验证了仿真器所用捷联惯导系统算法的正确性.     

基于Vega/MFC的直升机视景仿真设计

由于在视觉上的逼真效果,视景仿真在飞行控制方面得到了广泛应用;通过Visual C++/Creator/Vega的结合使用,完成了一个完整的直升机视景仿真系统,包括控制软件和视景软件两部分;控制软件是用MFC完成对HUD画面和飞行数据的实时显示,以及飞行参数输入等;视景软件主要包含了某型号直升机Creator模型的建立、场景的配置、驱动程序的编写等;控制软件与视景软件分别在两台计算机上运行,控制计算机解算出来的数据通过Socket通讯传输给视景计算机,驱动程序根据相应数据驱动Vega视景进行相应姿态、音效等视景演示,在验证飞行控制律和视觉上有很好的效果.     

Multigen软件在飞行视景仿真中的应用

视景仿真是仿真动画的高级阶段,也是虚拟现实技术的最重要表现形式.本文基于飞行视景仿真系统的实时性、交互性和真实感,论述了Creator 3.0的实体和地形的逻辑结构建模方法、Vega Prime 1.2的自然环境生成,物体及视点的运动方式、碰撞检测及特效的开发过程,最后在VC 平台上实现了整个飞行仿真系统.     

基于SNN核的景象匹配算法

提出一种基于核方法的下视等分辨率景象匹配算法. 通过模拟电荷吸引模型, 提出了计算不等维高维数据相似度的SNN核函数. 将图像中的特征点映射到径向基向量(Radial basis vector, RBV)空间, 利用SNN核函数计算两个特征点集的相似度及过渡矩阵. 利用置换测试模块来增强SNN核的稳定性, 以确保输出解的可靠性. 实验证明, 基于SNN核的景象匹配算法对图象畸变、噪声干扰与信号缺失具有很强的鲁棒性, 并可保证高精度与高实时性.     

飞行事故调查辅助分析系统的开发及应用

针对飞行事故调查的实际需要,提出基于点对象构建飞行事故分析模型的思路.在该模型中,点对象可被用来描述事故的关键特征,如失事位置、飞行航迹、事故现场残骸分布等.基于该模型,将同一事故中的飞行数据、驾驶舱话音数据、雷达数据、目击数据以及现场残骸分布等信息整合起来,并在AutoCAD Map平台基础上开发了事故调查辅助分析系统.该系统通过绘制事故过程图和事故现场残骸分布图等手段,为事故调查提供直观、科学的辅助分析,从而有效地提高事故调查的水平.     

Performance evaluations of correlations of digital images using different separability measures

A comparison of four separability measures which are useful in the registration of two-dimensional images is presented. Bayes probability of error, Chernoff bound, Bhattacharyya bound, and Fisher's criteria are used in the selection of the appropriate reference images from a set of aerial pictures, each exhibiting a different view of a scene, i.e., down-looking and target-looking. The experiment is repeated for corresponding synthetic images of this scene. Both area and edge correlations are used. A comparison of the measures and the resulting probabilities of error is made. The results show that for real images the target-looking view performs better than the down-looking view for both area and edge correlations. For synthetic images, the down-looking view performs better than the target-looking view for both area and edge correlations. The variation in synthetic images between the target-looking and the down-looking views is larger than in the real images for both area and edge correlations.     

基于DirectX的飞行过程再现

在研究基于飞行数据的飞机飞行过程再现的基础上，提出了一种基于DireetX(SDK)实现建模、仿真及动态数据回放的方法。该方法综合利用计算机图形技术和多媒体技术，能够直观快速地重现飞行过程。     

基于FlightGear的A-SMGCS场面活动三维仿真

针对A-SMGCS系统场面活动三维仿真问题,提出一种以开源模拟飞行器FlightGear为场景仿真平台,以实时ADS-B监视数据为驱动,以Linux为操作平台的机场场面活动三维仿真系统设计新方法。仿真系统按照实际机场模型进行机场布局设计,飞机、航站楼、塔台三维建模,地形数据生成,对真实机场环境进行了完整建模。由于ADS-B监视数据缺少飞机姿态信息,提出一种根据位置数据推算出姿态信息的新方法。首先把ADS-B监视数据进行航迹卡尔曼滤波,然后根据飞机前后两个位置的空间连线矢量计算飞行姿态。通过FlightGear多机网络数据接口导入飞机定位数据与姿态数据驱动飞机模型运动,实现了对飞机运动的六自由度仿真。仿真结果表明,该系统能逼真、准确再现真实机场飞机实时活动情况。由于完全基于开源软件设计,该系统低成本实现了对场面活动的实时三维仿真。     

某型直升机半物理仿真系统的设计

飞控计算机是现代直升机控制的不可缺少的部分。研制功能完善的高性能飞控计算机是直升机发展的重要一步;在飞控计算机应用到直升机上之前,需要对其进行较为全面的仿真测试;文章结合飞行控制律的设计,开发了用于对飞控计算机进行全面测试的半物理仿真系统;主要完成了模型的建立和仿真,研制了基于嵌入式操作系统VxWorks及仿真工具软件MATLAB的主仿真系统并进行了调试;通过对其开环和闭环的调试以及仿真结果的分析表明,该系统对发送的飞机姿态信息能够进行实时显示和处理。满足飞行品质技术指标要求。半物理仿真结果可真实可靠的反映直升机的飞行过程。     

基于虚拟现实技术的飞行视景仿真

飞行视景仿真是飞行仿真的一个重要组成部分，它的视觉效果和逼真程度将直接影响整个飞行模拟器的逼真度。讨论了飞行视景系统的构成、视景的生成与显示，并介绍了几种开发视景系统的工具软件，重点讨论了虚拟现实技术在飞行视景仿真中的应用和关键技术。     

一种基于人工鱼群算法的航班离场问题研究

研究基于人工鱼群算法的航班离场序列问题,并通过仿真二维机场场面,实现基于鱼群算法的航班在二维机场场面的离场顺序仿真效果。对现代国内外机场管制系统的特点进行研究分析,并综合国外先进机场管制系统的优点．结合国内的具体特点;分析人工鱼群算法在航班离场序列中应用的算法流程;给出研究的初步效果以及仿真模拟图。通过仿真实验可知,在二维机场场面上可以比较直观地观察出人工鱼群算法在航班离场顺序上应用的效果．并且为接下来研究决策系统做铺垫。     

基于捷联惯导姿态的外测跟踪部位修正方法

为在外测数据处理中获取更高精度目标部位修正结果,解决已知目标几何尺寸难以精确修正的问题,提出采用捷联惯导系统姿态修正跟踪部位的方法.根据捷联惯导系统遥测四元数信息计算姿态旋转矩阵,利用外测处理中各个参照坐标系的相互关系,修正垂线偏差的影响,实现跟踪部位位置参数保精度修正.通过测试场景仿真计算,与常用速度矢量修正法进行比较、验证,结果表明姿态修正方法精确可行、结果正确,满足数据处理的精度要求和结果评定需要.