分散式炮兵虛擬現實訓練系統關鍵技術研究是一篇博士論文，論文作者為馮善達。
基本介紹
- 中文名：分散式炮兵虛擬現實訓練系統關鍵技術研究
- 關鍵字：炮兵 軍事訓練 虛擬技術 計算機仿真
- 論文作者：馮善達
- 導師：王桂玉
- 學科專業：火炮、自動武器與彈藥工程
- 學位級別：博士論文
- 學位授予單位：南京理工大學
- 學位授予時間：2007
- 館藏號：E271.4
- 館藏目錄：2009\E271.4\2
中文摘要
近十幾年來，建模和仿真技術研究空前高漲，虛擬現實技術作為現代仿真技術的一個重要的方向，在建築、軍事等領域中得到了很高的重視和廣泛的套用。本文根據時代發展和炮兵實際訓練的需要，針對軍事仿真，特別是炮兵虛擬現實訓練系統研究所涉及的一些關鍵性問題進行深入的探討。 仿真系統的體系結構是系統的主框架，是影響系統擴展性、標準性和模組獨立性的關鍵。本論文對系統體系結構，主要是分散式體系結構(DIS)和高層體系結構(HLA)這兩類系統結構的特點及構成進行了重點研究，提出構建這兩類仿真系統的一般原則，並通過開發一個實際系統，詳細論述了HLA技術規範的套用及開發的基本過程。 新概念武器的先期演示及仿真計算是軍事仿真中的一項重要內容。論文在這方面重點對末制導炮彈的彈道仿真及子母彈的射擊仿真進行了研究。建立了末制導炮彈全彈道仿真模型，完成了作戰區域的仿真計算；分析了子母彈射擊誤差的組成及其影響因素，建立和改進了評定子母彈射擊效率的數值積分法、統計實驗法、相當“榴彈”法和二組誤差法計算模型及仿真模型。開發了“炮兵射擊指揮模擬訓練系統”、“雷射末制導炮彈模擬訓練系統”和“子母彈射擊訓練系統”等系統，填補了我軍炮兵射擊綜合指揮訓練和新彈種射擊訓練模擬系統的空白。系統開創性地解決了三維場景拼接、雷射測距模擬器的研製、地圖地形的數位化及近三維化、碰撞檢測及回響等重大難題，為以後軍事模擬系統的研製打下了堅實的基礎。 地形建模時，模型質量與顯示速度是一對矛盾。為此，本論文全面總結了在地形數據準備及數據管理方面進行最佳化和選擇的常用方法；對當前流行建模工具進行了技術比較，解決了地形建模的具體實現技術及途徑、紋理製作及映射技術等問題，最後對地形模型簡化算法進行了研究。 關於大型虛擬環境中碰撞檢測的速度及質量問題，論文有針對性地提出了DS (Dynamic Sorted)算法。該算法以包圍盒檢測技術為基礎，根據大型虛擬場景的特點，提出了碰撞發生的局部性、主動性、相鄰性的觀點，給出並證明了碰撞檢測的三條定理，通過建立可能碰撞物體空間位置的三維有序序列，極大減少了碰撞檢測的範圍，提高了檢測的效率。 碰撞檢測是提高虛擬系統現實性的前提，碰撞回響是影響虛擬環境視覺效果的關鍵。本論文根據虛擬戰場的特點，對碰撞回響技術進行了研究，深入分析了虛擬戰場中常見的幾類碰撞問題，重點對虛擬戰場環境中飛彈對目標或大地的碰撞檢測及回響、運動目標與地形的碰撞檢測及回響(地形匹配)以及視線的碰撞檢測及套用等三個方面的問題進行討論，建立了一套科學實用的仿真模型，為解決軍事仿真中的碰撞問題提供理論依據。 最後，本文對虛擬現實技術的發展方向及其在軍事訓練中的套用作了進一步的展望。
