[發(fā)明專利]基于STK的臨近空間浮空器三維飛行場(chǎng)景的構(gòu)建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611113009.9
• 申請(qǐng)日: 2016-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN106600673B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龔德仁;蔡慧敏;田海生;王楠;段登平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15;G06F30/20;G06T17/00
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種基于STK的臨近空間浮空器三維飛行場(chǎng)景的構(gòu)建方法，通過對(duì)臨近空間浮空器的MDL文件進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、顏色修正和增加機(jī)構(gòu)動(dòng)作定義，然后與合成的飛行區(qū)域的地形地貌圖一同建立臨近空間浮空器飛行場(chǎng)景，通過飛行軌跡數(shù)據(jù)接入和外部數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)得到臨近空間浮空器的三維飛行場(chǎng)景，并通過三維飛行場(chǎng)景內(nèi)容的實(shí)時(shí)更新，實(shí)現(xiàn)臨近空間浮空器飛行過程的動(dòng)態(tài)模擬；本發(fā)明可以很好的動(dòng)態(tài)顯示特定區(qū)域上空的臨近空間浮空器飛行場(chǎng)景，并可隨時(shí)切換視場(chǎng)中心和視場(chǎng)范圍，模型精細(xì)、地圖分辨率高、并且數(shù)據(jù)接口可擴(kuò)展。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種計(jì)算機(jī)圖像處理領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種基于STK的臨近空間浮空器三維飛行場(chǎng)景的構(gòu)建方法。

背景技術(shù)

STK(航天航空分析和可視化軟件工具)具有良好的場(chǎng)景演示功能，并且使用方便，易于與其他軟件集成。以STK軟件為基礎(chǔ)，增加精細(xì)模型和高分辨率地形地貌，可以在較短時(shí)間內(nèi)快速開發(fā)出三維飛行場(chǎng)景，并可以通過預(yù)留接口從局域網(wǎng)上接收其他計(jì)算機(jī)的飛行數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)更新場(chǎng)景內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在無法應(yīng)用于臨近空間浮空器實(shí)時(shí)三維飛行場(chǎng)景的構(gòu)建和數(shù)據(jù)接口擴(kuò)展等缺陷，提出一種基于STK的臨近空間浮空器三維飛行場(chǎng)景的構(gòu)建方法，通過在STK場(chǎng)景中導(dǎo)入臨近空間浮空器精細(xì)模型和高分辨率的地形地貌圖，直觀顯示臨近空間浮空器的動(dòng)態(tài)飛行過程，滿足臨近空間浮空器總體設(shè)計(jì)、桌面聯(lián)調(diào)、飛行試驗(yàn)、基于歷史數(shù)據(jù)的回顧分析等過程中的實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)飛行場(chǎng)景的演示需求。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明通過對(duì)臨近空間浮空器的MDL文件進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、顏色修正和增加機(jī)構(gòu)動(dòng)作定義，然后與合成的飛行區(qū)域的地形地貌圖一同建立臨近空間浮空器飛行場(chǎng)景，通過飛行軌跡數(shù)據(jù)接入和外部數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)得到臨近空間浮空器的三維飛行場(chǎng)景，并通過三維飛行場(chǎng)景內(nèi)容的實(shí)時(shí)更新，實(shí)現(xiàn)臨近空間浮空器飛行過程的動(dòng)態(tài)模擬過程。

所述的格式轉(zhuǎn)換是指：將UG中的臨近空間浮空器實(shí)體圖轉(zhuǎn)換成STK能夠識(shí)別的MDL文件。

所述的顏色修正是指：在MDL文件中尋找顏色改變或丟失的組件(Component)，對(duì)其表面顏色(Face Color)和表面散射顏色(Face Emission Color)進(jìn)行手動(dòng)顏色修正。

所述的顏色設(shè)定與臨近空間浮空器實(shí)體圖保持一致，格式為：％rrrgggbbb，其中：rrr表示紅色，ggg表示綠色，bbb表示藍(lán)色，rrr、ggg和bbb的取值范圍為000～255。

所述的增加機(jī)構(gòu)動(dòng)作定義是指：用文本方式對(duì)臨近空間浮空器的四個(gè)螺旋槳、四個(gè)矢量?jī)A轉(zhuǎn)架、浮空器平臺(tái)的三個(gè)軸向平移和三個(gè)旋轉(zhuǎn)增加動(dòng)作，并設(shè)置動(dòng)作范圍和默認(rèn)值。

所述的選取增加動(dòng)作對(duì)象的依據(jù)是臨近空間浮空器的運(yùn)動(dòng)是由螺旋槳和傾轉(zhuǎn)架驅(qū)動(dòng)的，飛艇的控制策略是在各個(gè)方向上維持飛艇的穩(wěn)定飛行的。

所述的飛行區(qū)域的地形地貌圖通過以下方式合成：下載并拼合飛行區(qū)域的高分辨率谷歌衛(wèi)星地圖，得到高分辨率區(qū)域衛(wèi)星地圖，結(jié)合對(duì)應(yīng)的數(shù)字高程圖，生成相應(yīng)的地形地貌圖。

所述的地形地貌圖的文件格式為JP2和PDTTX，其中JP2為不帶高程數(shù)據(jù)的文件，PDTTX為帶高程數(shù)據(jù)的文件。

所述的建立臨近空間浮空器飛行場(chǎng)景是指：在STK中逐步增加臨近空間浮空器MDL文件和場(chǎng)景對(duì)象，設(shè)置相關(guān)參數(shù)，并導(dǎo)入地形地貌圖，生成臨近空間浮空器飛行場(chǎng)景。

所述的場(chǎng)景對(duì)象包括但不限于：放飛點(diǎn)、測(cè)控點(diǎn)、回收點(diǎn)、搜救車輛、通信傳感器和觀測(cè)傳感器。

所述的參數(shù)包括：浮空器尺寸、飛行區(qū)域經(jīng)緯度、浮空器增加機(jī)構(gòu)動(dòng)作的推力和轉(zhuǎn)角的輸出范圍。

所述的飛行軌跡數(shù)據(jù)包括：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。