[發(fā)明專利]多模導(dǎo)航三維動(dòng)態(tài)可視化仿真平臺(tái)的構(gòu)建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710148706.6
• 申請(qǐng)日: 2017-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN106845032B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張輝;楊志妮;陳卓然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;G06T15/00;G06T19/00
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

1.一種多模導(dǎo)航三維動(dòng)態(tài)可視化仿真平臺(tái)的構(gòu)建方法，包括如下步驟：

(1)搭建人機(jī)交互平臺(tái)：

在VC++和OSG三維渲染引擎環(huán)境下，基于MFC微軟基礎(chǔ)類庫(kù)搭建人機(jī)交互平臺(tái)；

(2)渲染三維數(shù)字地球場(chǎng)景及自然環(huán)境：

(2a)在已搭建的人機(jī)交互平臺(tái)上，利用OSGEarth地形渲染工具包，對(duì)三維數(shù)字地球場(chǎng)景進(jìn)行渲染；

(2b)在已搭建的人機(jī)交互平臺(tái)上，利用OSGEarth地形渲染工具包，對(duì)太陽(yáng)、月亮、星空?qǐng)鼍耙约霸?、雨、雪天氣效果進(jìn)行渲染；

(3)獲取飛行航線關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)：

從國(guó)際民用航空組織ICAO統(tǒng)一的國(guó)際民航技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際航行規(guī)則中提取民用航空飛行航線的數(shù)據(jù)信息，并從中揀選航線關(guān)鍵點(diǎn)的經(jīng)度、緯度、高度及飛行速度信息；

所述的飛行航線關(guān)鍵點(diǎn)包括飛機(jī)滑跑、起飛、爬升、巡航、下降、進(jìn)近、著陸和最后滑跑時(shí)的起始點(diǎn)；

(4)從首個(gè)飛行航線關(guān)鍵點(diǎn)開始，依次取兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，得到相鄰三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)；

(5)判斷相鄰三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的位置是否在同一條直線上，若是，則執(zhí)行步驟(6)，否則，執(zhí)行步驟(7)；

(6)等距插值處理：

(6a)對(duì)飛行航線關(guān)鍵點(diǎn)中相鄰三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)中的前兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行直線連接，得到前兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)間的線段；

(6b)在前兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)間的線段上，等距的插入多個(gè)點(diǎn)，得到插值航線點(diǎn)；

(7)拐角平滑處理：

(7a)依次連接飛行航線關(guān)鍵點(diǎn)中相鄰三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)；

(7b)在飛行航線關(guān)鍵點(diǎn)中相鄰三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的第二個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)前后相距等長(zhǎng)度的位置處分別插入一個(gè)點(diǎn)，得到兩個(gè)插入點(diǎn)；

(7c)以兩個(gè)插入點(diǎn)為切點(diǎn)作垂線，相交得到交點(diǎn)；

(7d)以交點(diǎn)為圓心繪制兩插入點(diǎn)間的圓弧曲線；

(7e)在兩插入點(diǎn)間的圓弧曲線上，等弧度的插入多個(gè)點(diǎn)，得到插值航線點(diǎn)；

(8)判斷所有相鄰的飛行航線關(guān)鍵點(diǎn)間是否都已得到插值航線點(diǎn)，若是，則執(zhí)行步驟(10)，否則，執(zhí)行步驟(9)；

(9)從上一次所選的飛行航線關(guān)鍵點(diǎn)的第二個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)開始，依次取兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，得到相鄰三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)后，執(zhí)行步驟(5)；

(10)建立模型：

利用三維動(dòng)畫渲染制作軟件3DS MAX和三維虛擬仿真建模軟件Multigen Creator，建立飛機(jī)的三維模型和機(jī)場(chǎng)的虛擬仿真場(chǎng)景模型；

(11)加載模型：

(11a)在三維數(shù)字地球場(chǎng)景中，加載機(jī)場(chǎng)的虛擬仿真場(chǎng)景模型，所加載的模型覆蓋三維數(shù)字地球場(chǎng)景中已渲染生成的機(jī)場(chǎng)地形和影像；

(11b)將飛機(jī)的三維模型加載到飛行航線起始點(diǎn)處，調(diào)整飛機(jī)機(jī)身水平，機(jī)頭朝向飛行航線方向；

(11c)對(duì)機(jī)場(chǎng)的虛擬仿真場(chǎng)景模型位置進(jìn)行調(diào)整，使飛機(jī)的三維模型位于虛擬仿真場(chǎng)景模型中的飛行跑道起始端，飛行航線平行于虛擬仿真場(chǎng)景模型中的飛行跑道平面；

(12)驅(qū)動(dòng)飛機(jī)飛行：

(12a)根據(jù)飛機(jī)完成一次飛行過(guò)程所需要經(jīng)過(guò)的階段，從插值航線點(diǎn)中提取與各個(gè)階段對(duì)應(yīng)的航線點(diǎn)；

(12b)創(chuàng)建多個(gè)驅(qū)動(dòng)文件，分別存儲(chǔ)不同飛行階段的航線點(diǎn)以及飛機(jī)完成一次飛行任務(wù)的航線點(diǎn)；

(12c)將飛機(jī)完成一次飛行過(guò)程的驅(qū)動(dòng)文件設(shè)置為初始的驅(qū)動(dòng)文件，驅(qū)動(dòng)飛機(jī)飛行；

(12d)在進(jìn)行飛行過(guò)程階段性仿真時(shí)，打開并讀入對(duì)應(yīng)的飛行階段的驅(qū)動(dòng)文件，驅(qū)動(dòng)飛機(jī)飛行；

(13)漫游器跟蹤觀察飛機(jī)：

在啟動(dòng)飛機(jī)飛行時(shí)，將漫游器的跟蹤對(duì)象設(shè)置為飛機(jī)的三維模型對(duì)象，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)飛行過(guò)程的實(shí)時(shí)跟蹤觀察；

(14)顯示俯視縮略圖：

在飛行仿真場(chǎng)景中創(chuàng)建新的視口，顯示飛行仿真場(chǎng)景的俯視縮略圖；

(15)顯示飛行數(shù)據(jù)：

在屏幕每一幀的刷新過(guò)程中，利用事件處理器更新飛機(jī)的飛行數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)顯示飛行數(shù)據(jù)。