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1、南京航空航天大学硕士学位论文基于真实地形的无人机视景仿真系统设计与实现姓名：姚旭寅申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：李秀娟20090101南京航空航天大学硕士学位论文摘要视景仿真技术是计算机仿真技术的重要分支，无人机视景仿真就是利用虚拟现实技术再现无人机的飞行过程，为观察无人机的运动过程提供直观易懂的事实依据。传统的无人机视景仿真中的地形场景大多采用随机生成的方式来构建，虽然具有一定的真实感，但却不能与真实世界一一对应，无法真实反映无人机当前飞行过程中地形场景的变化情况。本文基于
2、这一背景，在现有无人机视景仿真系统的基础上，重点对真实地形建模、碰撞检测、网络通信、大地形管理等技术进行了研究，最终实现了一个基于真实地形的无人机视景仿真系统，并在该系统的基础上设计了一个无人机模拟训练系统。本文的主要研究工作和成果包含以下一些内容：首先分析了视景系统的构成和视景的生成过程，以及实现视景的实时生成与显示的几种常用的技术，并完成了无人机模型的建立。其次研究了三维地形的数字表达形式，真实地形高程数据和GoogleEarth卫星照片的获取方式，以及如何将这些原始数据转换为标准数据格式。以
3、真实地形数据和真实纹理数据为基础，结合MultigenCreator地形建模环境，生成了某区域三维真实地形模型。然后为了满足视景系统中大规模地形场景实时显示的需求，本文还详细分析了大地形建模中的关键技术，并重点研究了虚拟纹理的原理和创建，结合CTS建模环境，完成了大地形模型的建立。针对无人机仿真对视景系统的需求，本文在原有视景系统的基础上，增加了碰撞检测、网络通信和大地形管理等功能，并完善了特效显示功能。通过这些功能的完善，使得视景系统更加逼真。最后本文设计了无人机模拟训练系统，满足了试飞试验的需
4、要。本文所实现的基于真实地形的无人机视景仿真系统同时可用于无人机飞行控制系统仿真和无人机试飞试验，具有较高的通用性和一定的工程意义。关键词：无人机，视景仿真，三维真实地形，MultigenCreator/CTS，VegaPrimei基于真实地形的无人机视景仿真系统设计与实现ABSTRACTSceneSimulationisakeybranchofcomputersimulation,theUnmannedAerialVehicle(UAV)SceneGraphSystemisbasedonthet
5、heoryofthevirtualrealitytoshowthereal-timeflightprocessofUAV,whichcouldprovidesthetruthforresearchingtheflightruleofUAV.Intraditionalmethods,terrainsceneforUAVSceneGraphSystemisalwaysbuiltbyrandomdata,whichhascertainrealism,butcouldn’tmatchtherealworl
6、d,norreflectthechangesofterrainsceneduringtheflight.withthisbackgroundandbasedontheexistingUAVSceneGraphSystem,realterrainmodeling,collisioncheck,networkcommunication,largeareaterrainmanagementaremainlystudiedinthispaper.Atlast,achieveanUAVSceneGraphS
7、ystembasedonrealterrain.anddesignanUAVSimulativeTrainingSystembasedonthissystem.Themaincontributionsofthisdissertationareasfollows:Firstly,someobjectsofscenesimulationwerediscussed,includinghowtodevelopascenesimulationsystem,elementsthatbuildupascenes
8、imulationsystem,somemethodsthatusedtodisplayvirtualsceneinrealtimearestudiedaswell,andthe3DmodeloftheUAVisdesigned.Secondly,thedigitalrepresentationformof3Dterrain,theaccesswayoftherealterrainelevationdataandhowtotransformtheserawdatastostanda
