基于OpenGL的飞机飞行实测数据可视化研究

《基于OpenGL的飞机飞行实测数据可视化研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、航空学报ActaAerOnauticaetAstrOnauticaSinicaJune252011VoI．32No．61050．1057ISSN1000．6893CN11．1929／V眦p：∥hI‘xb．buaa．e山．∞hI‘xb@bu拍．e山．∞文章编号：1000一6893(2011)06—1050—08基于OpenGL的飞机飞行实测数据可视化研究叶舸1，田兆锋1’2一，闫楚良11．国家机械结构安全性与可靠性开放实验室，北京1000832．北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191摘要：为实现飞机飞行历程实测数据的可视化

2、，并检测飞行数据是否满足飞行大纲要求，运用0penGL(0penGraphicLibrary)技术，研究了飞机的三维模型建模方法、特殊场景的生成技术和三维模型的实测数据驱动；建立了飞机的三维模型和飞行场景。基于飞行实测数据驱动方式，实现了飞机飞行历程数据的多视角可视化，直观地再现了飞机的实测飞行历程，并可以通过飞机飞行姿态判断飞机的受载状况，为判断实测飞行数据是否满足飞行大纲要求提供了可视化的评定方式。通过合理配置飞行实测数据格式描述文件和三维模型，该飞行数据可视化系统可实现不同机型实测数据的可视化，其具有较强的适用性。关键词：ope

3、nGL；飞行历程；飞行实测数据驱动；数据可视化；三维建模中图分类号：V217+．32；TP319文献标识码：A数据可视化源于科学计算可视化，是运用计算机图形学、图像处理技术和虚拟现实将数据转化为图形或者场景并进行交互处理的理论、方法和技术[1]。美国、法国、加拿大以及英国等航空技术发展较快的国家在20世纪80年代就利用计算机模拟三维环境进行飞行仿真；中国航空飞行数据可视化技术研究起步较晚，但发展比较迅速，目前主要采用此项技术做事故调查和分析的辅助手段。国内外航空公司使用的飞行数据分析软件主要有TeledyneControls＆Airb

4、usAirFASE、SpirentGRAF以及FlightscapeRAPS等，上述软件主要针对飞机机载设备记录数据，而且软件参数定义库格式不同[2]。在飞机载荷谱实测飞行试验中，通常需要进行几百架次的飞行，测试数据采样率和测试参数因机型和测试要求不同有很大差异，如果使用上述软件进行数据分析，需要将大量的实测数据转化成特定格式，并且不同的数据源要有不同的转化算法，无法保持良好的兼容性。在飞机载荷谱实测飞行试验中，以往主要通过观察关键参数的飞行曲线来判断飞行数据是否有效和飞机瞬时受载状态，其直观性不足，并且花费研究人员大量时间。随着计算

5、机虚拟现实(VirtualReality)技术的发展，使得数字仿真向动态图形场景发展，但大多是建立在虚拟数据基础上的仿真系统。本文阐述了飞行历程数据可视化系统的设计与实现，并创建了不同型号飞机的三维模型，构建了基于飞行实测数据驱动的数据可收稿日期：2010—10．30；退修日期：2011．01-13；录用日期：2011-03—30；网络出版时问：2011-04．1215：31：58网络出版地址：www．∞¨舱t／kcms／deta¨／11．1929．V．20110412．1531．006．h咖lD0l：cNKI：11．1929／V．2

6、0110412．1531．006基金项目：国家自然科学基金(50135010)*通讯作者．Tel．：010．64883423E椭jI：tl钟．zhaa蛔19@ho价培．1Joom覃l崩格式I叶辛l，田兆锋．囝楚良．基fo。e喇的飞机飞行实测数据可视化研究[J]?航空学搬．20”．32(6)：1050·，057．Y色Ge，TI锄Zhaofeng．Yancbu

7、iang．F

8、ight-lestdatavis∞ltzationdaj∞rafl’sf

9、Ightcouf∞based∞oDenGL￡JI．AclaAer∞al嚏i∞etAstro舱

10、mieastnica．20¨．32(6)：1050—1057．叶舸等：基于0penGL的飞机飞行实测数据可视化研究视化系统，提供了多视角的飞行数据观察方式。研究人员可以直观地观察对应载荷状态下飞机的飞行姿态和动作：一方面可用于飞机载荷状态的判别；另一方面，作为现场实测数据的监控手段，判断该起落飞行员的空中动作是否满足飞行训练大纲规定的要求。这为判断该起落是否有效提供了有力的依据和直观的手段，为飞行完成后研究人员根据飞行曲线判断飞行数据的有效性节省了大量时间[3q]，对飞机动作的判断、飞机状态与载荷关联分析、载荷谱实测飞行科目有效性判断

11、等方面，都具有重要的意义。同时也可用于评估飞行员操纵品质，以提高飞行训练质量。本文采用WindowsMFC(MicrosoftFoun—dationClasses)和0penGL(OpenGraphicLi—brary)