飞行视景仿真的研究和应用

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1、·飞行视景仿真的研究和应用摘要随着虚拟现实技术、视景仿真技术和通信电子技术的发展，信息可视化已经成为信息收集的重要手段之一，因此建立、分析和设计飞行视景仿真系统，并针对其视景观测信息进行优化处理是有着重大的理论研究意义的。利用飞行视景仿真系统进行飞行模拟及飞行训练时，并非只是简单的视景再现，而是需要同时保证显示信息的精度和广度，这就需要将图像处理相关技术融入视景仿真技术中。本论文的主要工作是在研究《图像放大技术在XXX型飞行视景仿真系统中的应用》的项目背景下进行的。近地飞行过程中，由于视点和地面拉近，导致

2、物体像视距离发生变化；由于使用的三维模型和卫星图片的纹理像素是固定的，不能达到系统所需清晰度，需要利用图像处理技术中的图像放大技术对其视景质量进行改善，因此研究基于图像放大技术在飞行视景仿真中的应用对于保证飞行视景的有效精度是及其重要的，具有重大的理论和实际研究价值，也是项目能否进行的关键。本文首先阐述视景仿真常用技术，包括多通道立体显示技术，分为多通道板块立体显示技术和多通道柱面立体显示技术；通用建模技术，分为LOD技术、DOF技术和纹理映射技术，依据多通道显示技术分析视景生成机制和视觉成像原理，利用L

3、OD技术、DOF技术和图像纹理技术综合建立飞机可视化视景仿真模型和地形可视化视景仿真模型，其中飞机模型建立过程包括飞机机体模型、飞行仪表模型和仪表指针模型三部分；而地形模型建立过程则包括地形模型构建和地形纹理映射两个过程，通过建立起飞行视景仿真系统，为后文研究相应技术奠定基础。通过分析飞行器视景环境立体性、多样性、复杂性和密切性特点，并针对环境进行动态：如地面（水面）空中的活动目标、各种复杂气象和碰撞检测效果和静态：如房屋，植被等分类后，利用时间凝固仿真渲染工具VegaPrime软件，实现仿真系统虚拟视景

4、的模拟，包括设置有效观察角度，定义动态坐标系统，并添加碰撞检测、碎片特效以及碰撞前后静态事物变化效果，包括碰撞检测和碰撞响应两个方面，其中，检测用来判断碰撞发生与否；响应用来说明碰撞现象，如烟火、爆炸、碎片等现象。这种方法可大大增加系统模拟的逼真度。在阐述传统轮廓提取算子，包括Roberts算子、Prewitt算子、Sobel算子和Laplacian算子的计算原理和算法流程，在此基础上重点明确较为先进的轮廓提取算法描述。分析传统Canny轮廓提取的劣势，提出了一种引入可以依据图像像素均值自适应变化的尺度因

5、子，进而设计均值自适应Canny轮廓提取算法，阐释自适应调整高斯滤波的过程，算···万方数据···哈尔滨工程大学硕士学位论文法分析表明改进的均值自适应整数像素提取算法可以在很大程度上增加图像的抗干扰能力，有效地采集图形轮廓信息，较传统算法检测效果优秀。算法分析表明整数像素提取算法可以在很大程度上增加图像的抗干扰能力，有效地采集图形轮廓信息，较传统算法检测效果优秀。针对某一图像插值放大可以分解为内部图像插值放大和边缘图像插值放大。本文在分析多种传统插值算法，包括线性插值算法和非线性插值算法适用性的基础上，对

6、图像信息进行分类，依据内部图像低频平滑性，选择双线性算法对内部像素点进行插值放大。为了精确描述边缘的像素位置和像素灰度，设计基于误差反向传播神经网络的计算模型作为边缘亚像素灰度提取的函数逼近方法，定义低分辨率单位元，用已检测出的亚像素边缘点作为训练数据，通过反向传播学习算法自适应地调整权值，实现边缘函数逼近。文章最后将图像放大技术应用于飞行视景仿真中。首先建立VisualC++编译环境，对VisualC++编译环境进行相应配置，建立VegaPrime基本框架，通过调用ACF模型，初始化ACF文件模型与变量

7、，场景初始化，实现飞行视景的键盘操作，通过仿真对2倍放大图像和4倍放大图像分别进行分析比对，验证图像放大技术应用于视景仿真的实用性，实现飞行视景仿真系统进行飞行模拟及飞行训练过程中显示信息精度和广度的要求，最终说明图像放大技术在飞行视景仿真中的应用对于保证飞行视景的有效精度是及其重要的，具有重大的理论和实际研究价值。关键词：飞行视景仿真；图像放大；轮廓提取；神经网络···万方数据···飞行视景仿真的研究和应用AbstractInformationvisualizationhasbecomeadevelop

8、menttrendofapplicationwiththedevelopmentofsimulation,virtualreality,communicationandthecorrespondingtechnologies.Virtualvisualizationofflightsimulationhasbeenahottopicwithtimegoing.Inthisthesis,onthebasisofreadingal