發(fā)布時間：2017-09-27 00:13

  本文關(guān)鍵詞：基于FlightGear的無人機編隊空戰(zhàn)可視化系統(tǒng)研發(fā)

  更多相關(guān)文章： 無人機編隊 FlightGear 三維建模 空戰(zhàn) 三維可視化

【摘要】：為了增強我國空軍的無人機空戰(zhàn)三維可視化虛擬實現(xiàn)效果的需求,本文采用Matlab-Simulink、FlightGear、MFC和AC3D軟件,充分利用了Simulink的強大控制解算、FlightGear的強大可視化視景系統(tǒng)和MFC的應(yīng)用程序開發(fā)的能力,研發(fā)了基于FlightGear的無人機編隊空戰(zhàn)可視化系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠讓無人機編隊從起飛、編隊隊形變換和保持、空戰(zhàn)的整個可視化過程逼真的呈現(xiàn)在用戶面前,同時為無人機編隊空戰(zhàn)的相關(guān)技術(shù)提供了有效的驗證平臺。本文首先分析了無人機編隊空戰(zhàn)可視化系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,并提出了研發(fā)基于FlightGear的無人機編隊空戰(zhàn)可視化系統(tǒng),分析了整個系統(tǒng)軟件環(huán)境需求,根據(jù)分析設(shè)計了系統(tǒng)整體架構(gòu)并對其進行了簡單介紹。其次,設(shè)計系統(tǒng)人機界面的可視化功能,設(shè)置了FlightGear的天氣環(huán)境,加載了FlightGear的跑道,使用AC3D軟件分別構(gòu)建了無人機和無人機導(dǎo)彈的模型,并將其分別加載FlightGear和無人機模型中。然后,利用經(jīng)典PID編隊控制和無人機編隊攻擊占位的算法實現(xiàn)了系統(tǒng)中無人機編隊的隊形保持與變換、無人機編隊空戰(zhàn)的功能。系統(tǒng)采用基于數(shù)據(jù)報套接字的UDP協(xié)議借助FlightGear軟件的外部輸入/輸出接口、無人機某真實Simulink模型實現(xiàn)了與系統(tǒng)人機界面的數(shù)據(jù)交換與傳輸。通過對系統(tǒng)進行多次運行調(diào)試,系統(tǒng)運行流暢,無人機編隊空戰(zhàn)可視化系統(tǒng)的三維可視化效果滿足了用戶的需求,達到系統(tǒng)預(yù)定的目標。
【關(guān)鍵詞】：無人機編隊 FlightGear 三維建模 空戰(zhàn) 三維可視化
【學位授予單位】：沈陽航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V279;TP391.9
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 主要符號表11-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 課題研究的背景及意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本文的主要工作15-17
• 第2章 無人機編隊空戰(zhàn)可視化系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計17-33
• 2.1 軟件需求分析17-19
• 2.1.1 系統(tǒng)總體需求分析17-18
• 2.1.2 三維可視化環(huán)境需求分析18
• 2.1.3 無人機飛行數(shù)據(jù)信息顯示環(huán)境需求分析18-19
• 2.2 系統(tǒng)的整體架構(gòu)19-23
• 2.2.1 地面站20
• 2.2.2 視景單元20-21
• 2.2.3 服務(wù)器單元21-22
• 2.2.4 無人機單元22-23
• 2.2.5 敵機單元23
• 2.3 人機界面的設(shè)計23-24
• 2.3.1 地面站人機界面23-24
• 2.3.2 無人機人機界面24
• 2.4 三維實時視景的生成24-25
• 2.5 FlightGear飛行模擬軟件25-30
• 2.5.1 FlightGear簡介25-27
• 2.5.2 FlightGear程序架構(gòu)27-29
• 2.5.3 FlightGear的優(yōu)勢29-30
• 2.6 系統(tǒng)通信30-33
• 2.6.1 系統(tǒng)通信選取30-31
• 2.6.2 FlightGear通信設(shè)置31-33
• 第3章 系統(tǒng)的可視化環(huán)境實現(xiàn)33-54
• 3.1 無人機飛行數(shù)據(jù)信息可視化環(huán)境33-37
• 3.1.1 二維電子地圖的加載33-34
• 3.1.2 編隊放大區(qū)34-36
• 3.1.3 無人機飛行數(shù)據(jù)文本顯示36
• 3.1.4 無人機圖標36-37
• 3.2 三維可視化環(huán)境37-51
• 3.2.1 FlightGear天氣環(huán)境設(shè)置37-39
• 3.2.2 FlightGear加載機場和地貌39-43
• 3.2.3 無人機模型設(shè)計43-45
• 3.2.4 無人機外部模型加載45-47
• 3.2.5 設(shè)置無人機模型的動作47
• 3.2.6 無人機導(dǎo)彈設(shè)計與加載47-51
• 3.3 FlightGear三維可視化視角變換51-54
• 第4章 無人機編隊控制戰(zhàn)術(shù)算法54-65
• 4.1 PID控制算法簡介54-55
• 4.2 編隊隊形控制55-59
• 4.2.1 基于PID算法的編隊隊形控制55-59
• 4.3 優(yōu)勢函數(shù)的建立59-61
• 4.3.1 速度優(yōu)勢函數(shù)的建立59-60
• 4.3.2 距離優(yōu)勢函數(shù)的建立60
• 4.3.3 高度優(yōu)勢函數(shù)的建立60
• 4.3.4 攻擊占位效能指數(shù)優(yōu)勢函數(shù)的建立60-61
• 4.4 偽跟蹤點運動模型的建立61-65
• 4.4.1 雷達視角相對模型61-62
• 4.4.2 無人機空戰(zhàn)偽跟蹤點計算62-64
• 4.4.3 導(dǎo)引律設(shè)計64-65
• 第5章無人機編隊空戰(zhàn)可視化系統(tǒng)實現(xiàn)效果65-75
• 5.1 系統(tǒng)人機界面的實現(xiàn)65-66
• 5.1.1 地面站人機界面實現(xiàn)65
• 5.1.2 無人機人機界面實現(xiàn)65-66
• 5.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸66-67
• 5.3 系統(tǒng)軟硬件環(huán)境67
• 5.3.1 系統(tǒng)硬件環(huán)境67
• 5.3.2 系統(tǒng)軟件環(huán)境67
• 5.4 系統(tǒng)編隊可視化效果67-70
• 5.4.1 PID參數(shù)調(diào)整67-68
• 5.4.2 無人機編隊隊形保持與變換可視化效果68-70
• 5.5 無人機編隊空戰(zhàn)可視化效果70-75
• 結(jié)論75-76
• 附錄Ⅰ 系統(tǒng)程序清單76-85
• 參考文獻85-87
• 致謝87-88
• 攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的學術(shù)論文88

【參考文獻】

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本文編號：926549