基于OpenGL的飞机航迹动态仿真

以地球为背景的飞机航迹动态演示模型已经被广泛应用于航迹监控、目标定位、航空管理等众多领域.论文利用OpenGL开放图形库和Visual C＋＋开发环境进行了以地球为背景的飞机航迹建模与仿真.详细介绍了将飞机位置始终保持在视野中心的实现方法和三维坐标转换、视角调整等主要步骤,并由此开发了一款飞机航迹动态仿真软件.     

低空突防可视化仿真平台开发

针对我国航空业对低空突防技术日益迫切的需求,为低空突防试飞提供必要的技术支持,以更好更快地开展试飞方法和试飞员培训技术的研究,开发了一套工程化的低空突防可视化仿真平台;该平台在某型飞机模拟器基础上,设计了基于自适应遗传算法的静态航迹规划和基于电荷法的动态航迹规划;开发了基于VP平台的视景系统,针对于低空突防任务,添加了全任务大地型、带导引框的平显和下显;该平台已用于低空突防试飞员初级培训中,实验结果和试飞员评述表明,该平台完全达到了低空突防演示验证和试飞员低空突防初级培训的要求.     

无人机三维航迹规划算法研究

在模拟仿真出无人机三维飞行环境的基础上,根据航迹规划的要求,建立对应数学模型,并采用蚁群算法进行优化仿真.针对基本蚁群算法存在的搜索时间长、容易陷入局部最优解等缺点,将蚂蚁当前位置与目标位置的距离信息反馈到系统中作为航迹规划的控制信息,同时对航迹节点的选择方法进行改进,以提高算法的效率.仿真实例结果表明,该算法可以规划出满足无人机飞行要求的航迹.     

三维航迹的仿真数学模型及其在Vega环境中的实现

飞行器的三维航迹仿真在动态视景仿真中占有很重要的地位,并广泛地应用在民用、军事等各个领域。VEGA是实现虚拟现实技术中的实时3D场景生成、声音仿真等视景仿真的主要支撑软件环境。两者的结合应用问题在实际工程中一直没能得到很好地解决。该文以无人机为例,从实际应用的角度出发,设计了一套简单而实用的三维航迹的数学运动模型（将三维运动分解为水平方向的运动和垂直方向的运动）,并在Vega中成功地得到验证和应用,为相关的应用提供了有益的借鉴。     

基于OpenGL的反舰导弹弹道视景仿真

针对导弹仿真系统开发中建模复杂且重复度高的问题,采用OpenGL库建立复杂模型的方法绘制了导弹飞行仿真所需的场景图像,建立了可用于导出模型的动态链接库,在对反舰导弹弹道特点进行认真分析的基础上,基于弹道规划原理,在VC环境下开发了可满足实际性能要求的弹道可视化仿真系统平台。对系统提供了真实的三维场景,可将弹道仿真节点计算出来的弹道数据以三维可视化技术展示出来。实验证明系统灵活通用,可提供完整的视景演示,为有效规划导弹弹道提供了有效支持。     

基于粒子群优化算法的无人机航迹规划

提出一种基于粒子群优化算法的无人机航迹规划方法,利用粒子群优化算法,在等效数字地图中实现单个目标点的无人机航迹规划,并对算法性能进行仔细分析,仿真结果表明,该方法能够快速有效地完成航迹规划任务．得到满意的三维航迹。     

基于Multigen平台的飞机飞行可视化研究

视景仿真是虚拟现实的重要组成部分。介绍了开发所需要的建模软件Multigen creator和仿真驱动软件vega;并使用Multigen creator建立了三维模型,通过Vega创建了仿真的环境;最后采用Visual＋＋6．0平台,通过网间接收数据,实现了飞机飞行的视景仿真系统。     

基于Vega的双臂空间机器人飞行及捕捉目标的轨迹规划仿真

提出了一种利用Vega来实现双臂空间机器人飞行及捕捉目标的轨迹规划仿真系统．简要介绍了仿真系统的开发环境及其实现方法．该仿真系统在SGI工作站上, 利用Multigen Creator 建模工具和三维视景仿真软件Vega来实现空间机器人本体及被捕捉目标的建模和仿真, 能为机器人的轨迹规划、运动学分析和运动控制的算法设计提供重要信息, 并能对其理论和算法的可行性加以验证．     

虚拟海战场中场景生成与实时显示技术研究

虚拟海战场的三维场景生成与实时显示是构成虚拟海战场视景仿真系统的重要部分,包括几何形体建模、纹理映射以及视觉效果处理等内容。以MultiGen Creator为建模平台,通过完成一个仿真模型讨论了解决建模逼真度与仿真实时性矛盾的一些措施;基于Vega仿真软件环境开发了海洋战场中的各种复杂场景特效,解决了非视觉物理量的可视化问题;利用Visual C＋＋开发了视景仿真程序。解决了视景驱动,自动视点切换及仿真记录回放等具体问题。仿真结果表明,该系统较好地满足了视景仿真实时性和逼真度的要求。     

红蓝对抗系统原型的程序实现方法

针对目前视景仿真系统应用范围狭窄、应用模式单一、应用目的老套等问题,利用优秀视景仿真系统VegaPrime2.0开发平台,结合VC＋＋多线程技术,提出了一种红蓝对抗系统原型的实现方法。该方法综合了虚拟现实中的三维建模、碰撞检测、环境特效等关键技术以及VC＋＋平台提供的网络通信技术、多线程处理技术、系统函数回调方法等,使得视景仿真应用由单机版走向网络版,扩大了应用范围;由普通的场景漫游走向网络式交互,丰富了应用模式;由效果演示走向理论方法的验证,更新了应用目的。实验结果表明,该方法对红蓝对抗系统的实现具有实用价值。     

基于Vega的坦克火力可视化仿真研究

坦克火力的可视化仿真是虚拟作战仿真的重要组成部分。从坦克火力可视化仿真的研究内容出发,首先论证了外弹道的仿真模型,而后结合Vega的具体仿真开发环境,论述了射击特效、毁伤效果仿真的具体实现方法,提出了利用Vega的路径与导航模块仿真外弹道的方法。最终达到了提高坦克火力仿真真实性的研究目的,取得了较好的实际效果,研究具有很强的实用性。     

基于OpenGL实现火箭弹道及卫星轨道三维可视化

基于OpenGL和Visual C 编程技术,开发了火箭弹道及卫星轨道三维可视化系统.软件含接口、控制、仿真等模块,具有较强的可移植性和人机交互能力.论述了软件的系统结构、关键技术、实现步骤.     

三维可视化的喷涂机器人离线轨迹规划系统

传统的喷涂机器人采用人工示教的方式生成喷涂轨迹,该方法依赖工人经验,规划时间长,且不能产生最佳轨迹。为克服这些缺陷,提高喷涂机器人的喷涂质量与喷涂效率,文中通过对喷涂机器人喷涂过程建模、喷涂路径规划、喷涂过程仿真进行深入的研究与分析,建立了喷涂机器人离线轨迹规划与仿真系统整体框架。在此基础上,采用MFC和OpenGL开发了完整的离线轨迹规划与仿真系统,该系统能够针对不同的工件生成正确的轨迹,并能够进行三维可视化的仿真及效果显示。     

基于Simulink与Unity3D的制导弹药弹道可视化仿真

针对制导弹药的弹道可视化仿真中,观察视角单一,场景搭建简陋,无法模拟战场环境下制导弹药在攻击中的动态过程等问题,提出一种制导弹药弹道可视化模型的搭建方法。以某型激光制导弹药为对象,基于Simulink与Unity3D软件建立了联合仿真模型,采用Matlab/Simulink软件构建六自由度弹道仿真模型,采用Unity3D搭建包括制导弹药、目标和战场环境在内的三维场景,采用UDP通信协议将Simulink中的仿真数据传输到Unity3D中,提出一种数值可视化技术,能同时观察制导弹药的飞行姿态和仿真数值结果,实现制导弹药在战场环境下的弹道可视化仿真。将制导弹药参数加载到仿真模型中,对不同状态的目标进行了模拟攻击实验,实验结果显示,该仿真模型能够多视角、全方位地显示制导弹药的飞行姿态、弹道和过载情况,对于需要修改参数以逼近实战条件下的攻击过程,每次修正都能立刻通过可视化平台查看和验证修改结果。该可视化仿真模型为制导弹药的可视化仿真提供了便利的方法,对制导弹药的设计和作战使用具有一定的参考作用。     

基于Vega的柔性双臂空间机器人的三维动画仿真

效果良好的三维动画仿真能为机器人的轨迹规划、运动学分析和控制等提供重要信息。本文提出了一种利用Vega来实现柔性双臂空间机器人动画仿真的方法，简要介绍了其实现过程及仿真系统的结构。     

双足机器人自然ZMP轨迹生成方法研究

为了实现双足机器人类人行走,提出了一种基于自然ZMP轨迹的双足机器人步行模式生成方法。在单腿支撑相,根据基于三维线性倒立摆模型,在设定从脚跟到脚趾移动的自然ZMP轨迹后,得到质心轨迹方程;在双腿支撑相采用线性摆模型生成质心轨迹方程。同时给出了在统一坐标系中的多步规划质心轨迹方程。在RoboCup 3D仿真平台实现了采用自然ZMP轨迹的双足机器人类人稳定步行,实验和竞赛结果都验证了该方法的有效性。     

基于数据应用及系统构架的流域三维可视化研究

随着流域综合治理的进展和大型水利工程的兴建,从宏观了解流域的自然条件在流域管理中具有重要的意义。流域三维可视化作为一种新的管理方法和技术手段在流域管理中越来越体现其重要性。而流域三维可视化的关键在于其数据应用和系统架构。该文从数据应用和系统架构角度对流域三维可视化进行了研究。采用永定河潮白河流域DEM数据及ETM＋遥感数字影像数据进行三维建模,在VC＋＋平台E基于Vega进行了二次开发,实现了流域三维可视化的基本功能,并探索了多级LOD和多线程调度等相关技术。该文通过在数据应用和系统架构进行比较选择,提出了流域三维可视化的优化组合及解决方案。     

基于ROS的六自由度机械臂运动规划

针对传统机器人在复杂环境下的安全问题以及运动规划问题,采用开源机器人操作系统ROS搭建了机器人仿真平台,并进行运动规划。在ROS平台下,利用URDF文件完成机械臂3D建模;利用Movelt配置助手(setup assistant)配置机械臂模型并且生成启动文件。在Rviz中显示三维模型;利用Movelt完成对六自由度机械臂的运动规划,以及避障轨迹规划。结果表明,通过Rqt_plot导出机械臂运动过程中六个关节的位置关系信息,可为进一步改善和研究机械臂轨迹规划提供更加直观的方法。     

Vega平台下三维并行A*算法的设计与实现

采用一种并行的A*算法实现了复杂地理环境下低空飞行器的三维路径规划。该算法将A*算法的基本操作设计成并行执行形式,并利用OpenMP将其线程化,结合约束条件,最终完成在三维空间中避开障碍物的路径搜索过程。使用建模工具Creator和开发工具Vega为仿真平台,完成对复杂地形地貌场景的设计,在此基础上对上述算法进行了验证。仿真结果表明该并行方式较之串行方式能获得更快的寻优速度,加速比也随着规模的增大而提高。