基于虚拟战场环境的高炮训练模拟系统研究

论文摘要

随着现代战争节奏的加快和军事科技的日新月异,利用基于虚拟战场环境的训练模拟器/系统来对士兵和指挥员进行训练的方式,正成为部队进行训练的一种重要的现代化手段。本文在分析和概括军事训练模拟系统国内外研究现状的基础上,对军事训练模拟系统中涉及的模型建立、碰撞检测以及特效生成等关键技术进行了研究。本文主要进行了以下几个方面的工作;1.在实现了高炮训练模拟系统地形建模和实体建模的基础上,重点研究了高炮训练模拟系统中实体运动模型的建立,设计并构建了高炮和飞机目标的运动模型。2.介绍了碰撞检测的定义和分类,讨论了训练模拟系统中的碰撞响应问题,重点研究了训练模拟系统中涉及的三种碰撞检测问题;弹丸与目标碰撞、模型拾取和地形匹配,并针对弹丸的碰撞检测,提出一种优化的碰撞预测策略,提高了场景中碰撞检测的效率。3.对战场特殊效果生成中广泛用到的粒子系统技术进行了介绍,研究了战场火焰和烟雾的生成方法,提出了一种模拟导弹尾焰的粒子系统。4.设计了具有对抗和联合协同训练功能的高炮训练模拟系统,实现了高炮武器系统的协同训练模拟。文章最后对本文的主要工作进行了总结,并提出了需要进一步研究的内容。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状与相关技术进展
• 1.2.1 国内外研究现状
• 1.2.2 相关技术进展
• 1.3 本文的主要内容及组织
• 第二章 训练模拟仿真的建模技术研究
• 2.1 建模方法与要求
• 2.1.1 建模方法概述
• 2.1.2 训练模拟仿真对建模的要求
• 2.2 地形模型的建立
• 2.3 实体的几何建模
• 2.4 实体运动模型的建立
• 2.4.1 坐标系与模型分层表达
• 2.4.2 训练模拟系统中的运动建模
• 2.5 本章小结
• 第三章 碰撞检测技术研究
• 3.1 碰撞检测技术概述
• 3.1.1 碰撞检测的定义
• 3.1.2 碰撞检测的分类
• 3.1.3 碰撞检测的关键技术
• 3.2 训练模拟系统中的碰撞响应
• 3.2.1 碰撞响应技术
• 3.2.2 碰撞响应问题的解决
• 3.3 训练模拟系统中碰撞检测问题的实现
• 3.3.1 OpenGVS中的碰撞检测机制
• 3.3.2 攻击武器与目标的碰撞检测
• 3.3.3 场景模型的拾取
• 3.3.4 物体与地形的匹配
• 3.4 本章小结
• 第四章 特殊效果生成技术
• 4.1 粒子系统概述
• 4.2 战场火焰的生成
• 4.2.1 战场火焰粒子系统的定义
• 4.2.2 基于粒子系统的战场火焰生成
• 4.2.3 导弹尾焰的生成
• 4.2.4 基于二维纹理动画的战场火焰
• 4.3 战场烟雾的生成
• 4.4 本章小结
• 第五章 高炮训练模拟系统的设计与实现
• 5.1 高炮训练模拟系统总体结构
• 5.1.1 系统功能需求分析
• 5.1.2 系统总体结构
• 5.2 系统功能实现
• 5.2.1 可视化功能实现
• 5.2.2 战斗对抗过程的实现
• 5.2.3 实现方法
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文的主要工作
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢