无人机视景仿真系统的设计与实现

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1、「，—▼/r/UNIVERSITYOFELECTRONICSCIEMCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE论文题目无人机视景仿真系统的设计与实现专业学位类别__________工程硕士__________学号__________201222250234_________作者姓名_____________肖伟祥_____________指导教师白金平高工独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下迸行的砑究二作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标

2、注和致窗的远方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料=与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。.作者签名：科制f日期：年《月彡日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁差:，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进彳亍检索，可以采用影印、缩印或扫疰等复制手段保存、汇编学位论文i(保密的学位论文在解密后应遵守此

3、规定）作者签名：导师签名：日期：2^年<月$日分类号密级注1UDC学位论文无人机视景仿真系统的设计与实现（题名和副题名）肖伟祥（作者姓名）指导教师白金平高级工程师电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2015.03.01论文答辩日期2015.5.26学位授予单位和日期电子科技大学2015年06月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号DESIGNANDREALIZATIONOFSCENESIMULATIONSYSTEMOFUAVAMasterThesisSub

4、mittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:WeixiangXiaoAdvisor:JinpingBaiSchool:SchoolofAeronauticsandAstronautics摘要摘要随着计算机图像学的快速发展，虚拟现实技术越来越受到重视，应用也越来越广泛，通过将飞行数据用图像的方式的显示在屏幕上，可以直观判断飞机飞行状况。视景仿真系统可以监视无人机的运动航迹及飞行状态，从而能够免去过去很多必不可少的曲线图形分析

5、工作。本文的研究来源于四川省“军民结合产业发展”项目，设计一款基于海洋环境的小型无人机视景仿真系统软件，要求能模拟无人机飞行状态、飞行环境，实现无人机的实时飞行监控、飞行航迹规划、模拟训练任务等功能。本文首先设计了本视景仿真系统的总体框架，然后介绍了VegaPrime和MultigenCreator等相关技术及其开发流程。本文的一个重要部分是构建逼真的虚拟海洋环境，首先进行无边际海洋建模，重点讨论了投影算法的原理和实现，并对投影的异常纠正，构建出了较为逼真的无边际海洋环境。接着对海浪建模，采用基于快速傅里叶变换(FFT)和海浪谱分析的算法进行海浪建模，选

6、取合适的海浪谱，设法取得各组成波的特征要素：振幅、周期和相位，然后采用快速傅里叶变换将这些正弦波进行迭加，从而得到海浪高度场。然后对海面光照进行模拟，包括海面光照计算、海面反射模拟及海面焦散模拟。接下来构建了无人机、舰船及岛屿的模型。然后对坐标系统、运动模式、碰撞检测、仿真界面及辅助模块进行设计。为无人机设计了四种运动策略，分别为：飞行模式、游戏模式、回放模式和自控模式。碰撞检测包括碰撞检测算法和碰撞响应，分析了7种碰撞检测方法，对每种碰撞检测方法的适用范围进行了分析。仿真界面包括启动界面和交互界面。辅助模块主要为网络数据接收和解析。最后编程实现了本无人

7、机视景仿真系统，并对仿真结果进行了分析。使用本系统可以对无人机的飞行姿态信息和位置信息实时显示，系统运行流畅，虚拟场景沉浸感良好，具有很高的应用价值，也为下一步研究奠定了一些基础。关键词：无人机，视景仿真，海洋仿真，运动策略，碰撞检测IAbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofcomputergraphics,virtualrealitytechnologyhasbeenpaidmoreandmoreattention,andgetmoreandmoreextensivelyused.youcandirectlyj

8、udgetheaircraftflightstatusbydisplayingt