虚拟现实技术在法国航母设计中的应用.pdf

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1、第35卷第7期2013年7月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．35，No．7Jul．，2013虚拟现实技术在法国航母设计中的应用于雷(中国舰船研究院，北京100192)摘要：介绍法国开发的一款虚拟现实仿真软件GASPAR。该软件用于仿真法国海军未来航母的各种配置并测试它们的生存能力。首先介绍GASPAR软件的两大基础库，以及该软件的构成和用法，最后给出该软件在航母设计验证中的典型应用。关键词：航母；虚拟现实；仿真；GASPAR中图分类号：U674．771，TP391．9文献标识码：A文章编号：1672—7649(

2、2013)07—0154—04doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2013．07．032FrenchaircraftcarrierdesignusingvirtualrealityYULei(ChinaShipResearchandDevelopmentAcademy，Beijing100192，China)Abstract：AFrenchvirtual—realitysimulationsoftwarenamedGASPARisdescribed．ThissoftwareWasdevelopedinordertosimul

3、atedifferentconfigurationsoftheFrenchNavy’Sfutureaircraftcarrierandtesttheirviability．TwosupportinglibrariesuponwhichthesoftwareGASPARisbuiltisintroduced，thenthestructureanduseofthesoftwarefollows．Finally．someresultsthatthesoftwarehasvalidatedabouttheaircraftcarrierdesignareg

4、iven．Keywords：aircraftcarrier；virtualreality；simulation；GASPAR0引言除了现有的“戴高乐”号航母外，法国海军计划建造第2艘航母。为此，法国海军列出了新航母的功能需求并委托法国DCNS集团设计这艘航母。新航母设计的主要困难在于航母上航空管理设计。航空管理用于规划航母上不同飞机、车辆和人员等执行飞机弹射起飞或着舰、加油等作业时的移动过程。法国海军提出的有关新航母航空管理方面的需求限制了一定时间内飞机的出动架次及其可执行任务的数量。航母航空管理设计问题就变成了如何在考虑航母拓扑结构的前提下最优

5、化地安排航母上任务执行流程。要最优化地安排任务执行流程，可以使用时序限制问题求解工具软件，但还需要考虑任务执行所处的物理环境的限制。将航母设计得更大固然能减少任务执行过程中的时序限制，但也加大了实际的建造成本；反过来，将航母设计得更小就能减少建造成本，却带来了更多的时序限制。航母设计就是要解决这样的空间和时序限制问题，而使用三维仿真软件和时序安排工具软件就可以更方便地解决这些问题。为了解决以上空间时问规划问题，法国海军使用了一种名为GASPAR的虚拟现实工具⋯。该工具能够模拟虚拟航母环境中自主作业程序的执行，并随时评估设计改变对航母性能的影响。l

6、GASPAR的基础库1．1AR’EVI库AR’EVI库1为GASPAR提供虚拟现实应用所需的功能。这些功能的主旨就是在交互式三维环境(仿生、道路交通环境和训练工具等)中激活多个自主行动的互动实体。AR’EVI库的特性如下：1)实体调度：通过异步和混沌迭代管理自主行动实体活动的调度。2)消息通信：AR’EVI库提供异步消息服务。3)三维服务：包含一个高层次的三维库。这个收稿日期：2013—06—27作者简介：于雷(1974一)，男，高级工程师，从事舰船电子信息研究工作。第7期于雷：虚拟现实技术在法国航母设计中的应用·155·============

7、==========================================三维库掩盖了绘制过程的技术细节，允许用户在一个接近于描述真实场景层面的抽象层面上表示模型。4)分布式仿真：不论在初始开发阶段是否具有分布性设计，使用AR’EVI库的仿真应用程序可方便地分布在多台机器上执行。5)仿人机器人：AR’EVI库的hLib库(“仿人机器人库”)提供人物的可视化和控制工具。AR’EVI库解决了GASPAR仿真应用中的虚拟现实问题，但还不能分析实时发生的事件，因此还需要更高层次的库来实现仿真。1．2信息化虚拟环境借助AR’EVI库实现了环境和飞

8、机流的现实和交互式实时仿真，GASPAR仿真应用还需要对这些事件流进行推理和分析。推理和分析应在信息化虚拟环境心1中完成，这需要借助环境