基于虛擬現(xiàn)實的無人機航跡規(guī)劃仿真系統(tǒng)設計與初步實現(xiàn).pdf

1、鑒于航跡的特點和現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的重要性，為了提高軍隊戰(zhàn)斗力，應對各種威脅，實現(xiàn)有效打擊，對航跡的研究顯得迫切而且必要，然而對航跡實物驗證相當困難，二維的航跡仿真系統(tǒng)也已經(jīng)不能滿足無人機技術的需求。本文選題正是基于這種背景下，從仿真系統(tǒng)和實際應用的需求出發(fā)，基于EV_Globle三維GIS地理信息系統(tǒng)平臺，在研究無人機航跡規(guī)劃算法的基礎上，開發(fā)出一套三維航跡仿真系統(tǒng)。
　　本文主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　1.根據(jù)設計目的和應用對

2、仿真系統(tǒng)做了詳細的研究，提出C/S架構設計，分為服務器和客戶機兩個部分實現(xiàn)：服務器承載航跡規(guī)劃算法生成航路數(shù)據(jù)，客戶機上傳任務、接受航跡數(shù)據(jù)、實現(xiàn)任務飛行仿真；在設計過程中，按照功能的不同將服務器和客戶機細分為多個模塊，利用設計模式編碼各個模塊，可以不用大量修改源碼實現(xiàn)仿真系統(tǒng)的維護和拓展，降低開發(fā)成本，縮減開發(fā)周期。
　　2.服務器主要負責航跡的生成：基于無人機C模型，加入多種三維威脅源元素模型用于三維空間規(guī)劃航跡，模擬真實的航

3、跡飛行任務；設計航跡規(guī)劃算法加載模塊用于拓展規(guī)劃算法庫，方便用戶加載、測試驗證、對比多種航跡算法；采用進程注入規(guī)劃航跡算法 dll，一次航跡飛行任務任務—一種規(guī)劃算法—一個進程模式，可以提高設備資源利用率，加快規(guī)劃速度。
　　3.客戶機引入虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）技術主要負責飛行任務仿真全過程：基于多文檔、消息機制、回調(diào)機制設計控制臺，界面部件可以靈活組合；使用DirectX接口開發(fā)設計幾何模型，建立航跡三維元素

4、幾何模型庫，設計樹形結構分類管理模型庫，實現(xiàn)資源共享；插件式設計虛擬屏顯，圖形化替代二維曲線文本顯示無人機飛行的姿態(tài)信息以及其他重要的信息，用戶可以根據(jù)不同的需求自由配置屏顯面板或者添加新的儀表控件；結合 EV_Globle三維地理信息系統(tǒng)，在保留二維仿真優(yōu)點前提下實現(xiàn)三維航跡場景搭建，三維航跡仿真，更加逼真的模擬真實環(huán)境下的航跡任務飛行；設計非對稱加密RSA算法加密航路工程文件，提高系統(tǒng)的安全性；借助 P-INVOKE平臺協(xié)調(diào)跨語言數(shù)

5、據(jù)類型、函數(shù)的轉換，解決客戶機和服務器之間TCP/IP跨語言之間通信兼容問題。
　　4.服務器和客戶機功能分工明確，可以很方便的布置成規(guī)劃網(wǎng)絡，實現(xiàn)多客戶機、多服務器并行規(guī)劃，提高了仿真系統(tǒng)的規(guī)劃效率。
　　經(jīng)過測試，本仿真系統(tǒng)完成了各項技術指標的要求，工作穩(wěn)定，性能可靠，可以幫助用戶按照任務需求建立航路任務，規(guī)劃出合理的航跡，模擬真實型號的無人機執(zhí)行航路飛行的全過程。建立航跡三維元素幾何模型庫，實現(xiàn)多航路共享庫資源，節(jié)省了