某外場(chǎng)水下試驗(yàn)平臺(tái)的視景仿真研究.pdf

1、自主水下航行器(AUV．Autonomous Undersea Vehicles)無(wú)論是從民用還是軍用的角度上講，都具有廣泛的應(yīng)用前景和開發(fā)潛力，如進(jìn)行海洋地形勘察、礦場(chǎng)偵察、海洋污染偵察等。當(dāng)然，在實(shí)現(xiàn)不同任務(wù)的同時(shí)也得保證自身的安全，這就要求水下航行器具有精確的航跡控制能力和機(jī)動(dòng)能力。 傳統(tǒng)航跡控制的仿真研究，是用仿真曲線來(lái)校驗(yàn)其控制模型的正確性，而利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅可以校驗(yàn)?zāi)Ｐ偷恼_性，還能實(shí)現(xiàn)比較好的人機(jī)交互，將水下作

2、業(yè)的仿真過(guò)程及其仿真環(huán)境直觀的表現(xiàn)出來(lái)，將各仿真節(jié)點(diǎn)所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為可被感受的場(chǎng)景動(dòng)畫，以利于仿真試驗(yàn)人員的在線地對(duì)仿真過(guò)程和仿真結(jié)果進(jìn)行分析、評(píng)判和決策。 本文以某外場(chǎng)水下試驗(yàn)平臺(tái)為基礎(chǔ)，根據(jù)其實(shí)際物理參數(shù)和運(yùn)動(dòng)模型參數(shù)提出了兩種不同的方法實(shí)現(xiàn)了AUV的可視化仿真。主要工作包括： 1．對(duì)可視化仿真技術(shù)的由來(lái)和發(fā)展概況做以簡(jiǎn)單的介紹。 2．提出并構(gòu)建了基于MATLAB和VRML(Virtual Real

3、ity ModelingLanguage)的AUv可視化仿真系統(tǒng)，完成了AUV及其水下環(huán)境的虛擬模型建造，利用虛擬現(xiàn)實(shí)工具箱將AUV仿真過(guò)程中的位姿參數(shù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化成圖像信息，從而實(shí)現(xiàn)了AUV的可視化仿真。 3．構(gòu)建了基于Vega和Creator的AUV可視化仿真系統(tǒng)，利用可視化建模軟件Creator創(chuàng)建了AUV虛擬模型及水下環(huán)境，運(yùn)用Vega完成對(duì)仿真模型的視景管理，最終通過(guò)Vega的API函數(shù)庫(kù)完成仿真模型的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。