基于Unity 3D的飞行器视景仿真平台的设计与实现

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1、基于Unity3D的飞行器视景仿真平台的设计与实现DesignandImplementationoftheAircraftofVisualSimulationPlatformBasedonUnity3D工程领域：控制工程作者姓名：李勍指导教师：宗群教授企业导师：姜铁强高级工程师天津大学电气自动化与信息工程学院二零一七年十一月摘要近年来，国内外军事机构及各国的研究所和高校对飞行器的研究不断深入，在此基础上的飞行器仿真研究也来到了一个新的阶段。本论文根据高超声速飞行器、固定翼无人机、刚柔液耦合复杂航天器等飞行器视景仿真任务的显示需求（重点研究海上航母及固定翼无人机场景），同时与当今虚拟视景仿真

2、软件的现状现状相结合，设计了基于Unity3D的飞行器视景仿真平台的设计架构。视景仿真平台根据模块化的思想将视景仿真软件分为飞行器模型库、飞行场景库、动作执行库、人机交互库等模块库，在此设计思想的基础上，完善了各种飞行器模型、搭建了适用于各种飞行器的飞行场景，通过人机交互操作执行各种飞行演示动作。综上所述，论文主要完成了下面的工作：（1）对国内外视景仿真的研究现状进行了调研及分析，包括对当下主流的用于视景仿真的游戏引擎进行分析。其中，着重对Unity3D游戏引擎的优势及其特点进行详细说明，并通过对比得出为何选取Unity3D游戏引擎进行飞行器视景仿真平台的开发。（2）在模块化设计思想的基础

3、上，首先构建飞行器模型库及飞行场景库。飞行器模型库通过将3dsMAX与googleSketchUp相结合，并通过Unity3D的粒子系统进行模型完善，得到还原度较高的飞行器可视化模型。同时，通过地形绘制技术及shader技术，构建适用于不同飞行器的飞行场景。（3）以脚本编程为主要实现方式的动作执行库模块的设计，可以实现多种场景下的飞行场景演示，包括将不同的飞行器载入不同的飞行场景、队形变换、动画效果设计、目标追踪及目标投弹演示等等。（4）设计丰富的人机交互操作方式，除了基础的基于用户界面的操作之外，还可以通过鼠标、键盘、移动端触控以及语音操作实现。本论文通过相应的技术实现了多种人机交互操作

4、，丰富了交互设计模块库。关键词：飞行器，视景仿真，Unity3D，模块化，脚本编程，人机交互-Ⅰ-ABSTRACTInrecentyears,thedomesticandinternationalmilitaryinstitutionsandinstitutesanduniversitiesintheworldhavecarriedoutin-depthresearchontheaircraft,andtheresearchonthesimulationoftheaircraftcomestoanewstage.Thisthesisaccordingtothedemandofhyperso

5、nicaircraft,fixedwingUAV,rigidliquidcouplingofcomplexspacecraftaircraftsuchasvisualsimulationtasks(focusingonmarineaircraftandfixedwingUAVscene,andatthesametime)thestatusoftoday'svirtualscenesimulationsoftwarecombined,putsforwardthedesignarchitectureoftheUnity3DaircraftscenebasedonSimulationplatfo

6、rm.Thevisualsimulationplatformbasedonmodularideavisualsimulationsoftwareisdividedintotheaircraftflightscenedatabase,modelbase,database,man-machineinteractionactionmodulelibrary,basedontheideaofdesign,improveavarietyofaircraftmodels,setupsuitableforallkindsofaircraftflyingscenes,interactiveoperatio

7、ntoperformvariousflightdemonstrationactionbycomputer.Tosumup,thethesismainlycompletedthefollowingwork:1.Theresearchstatusofvisualsimulationathomeandabroadisinvestigatedandanalyzed,includingtheanalysisofthecurrent