[發明專利]多模導航三維動態可視化仿真平臺的構建方法

有效

• 申請號: 201710148706.6
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106845032B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 張輝;楊志妮;陳卓然
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T15/00;G06T19/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

本發明公開一種多模導航三維動態可視化仿真平臺的構建方法，本發明的具體步驟包括：在VC++和OSG三維渲染引擎環境下，基于MFC微軟基礎類庫搭建人機交互平臺，利用OSGEarth地形渲染工具包渲染三維數字地球場景及自然環境，利用三維建模軟件建立飛機的三維模型和機場的虛擬仿真場景模型，并加載到三維數字地球場景中。獲取飛行航線關鍵點數據，經處理得到插值航線點數據，用于驅動飛機飛行。在飛機飛行過程中，利用漫游器跟蹤觀察飛機，利用事件處理器更新飛機的飛行數據，并實時顯示飛行數據。本發明具有易進行二次開發、實時高效的優點，提高了數據顯示的實時效率。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，更進一步涉及計算機模擬仿真技術領域中的一種多模導航三維動態可視化仿真平臺的構建方法。本發明可對多模導航系統提供一個具有三維可視化效果的動態的仿真平臺，該平臺可用于為多模導航系統硬件設備的測試提供動態的飛行相關數據。

背景技術

飛機導航系統是可以確定飛機的位置并引導飛機按預定航線飛行的整套設備。早期的飛機主要靠目視導航，后來逐漸出現了儀表著陸系統(ILS)、伏爾導航系統(VOR)和微波著陸系統(MLS)，著重保障民用航空在進近和著陸過程中的飛行安全，塔康系統(TACAN)，著重保障巡航過程中的飛行安全。由以上幾種導航系統組合起來所構成的性能更為完善的導航系統稱為多模導航系統，本文針對多模導航系統，意在為其提供三維動態可視化的仿真平臺。

許志在其發表的碩士論文“塞斯納172飛機飛行數據可視化仿真技術”(中國民用航空飛行學院碩士論文.四川.2015.05)中通過對大數據的分析與處理，搭建了一個基于塞斯納172飛機的飛行數據可視化仿真平臺。該平臺的仿真方法是對FlightGear進行二次開發實現了飛行數據的狀態重現，利用C++語言編程實現飛行數據的UDP通信并使用VS2010開發了數字儀表客戶端，實現了重要飛行參數與飛行狀態的顯示。該方法存在的不足之處是，對FlightGear進行二次開發實現飛行數據可視化平臺；使用VS2010開發數字儀表客戶端顯示飛行參數與飛行狀態，在飛行數據可視化平臺與數字儀表客戶端之間利用C++語言編程實現飛行數據的UDP通信，飛行數據從飛行數據可視化平臺傳輸到數字儀表客戶端的過程中產生了延時，影響了飛行數據顯示的實時效率。

哈爾濱工程大學擁有的專利技術“一種近水面飛行器機動飛行視景仿真方法”(專利號：201210228942.6公開號：CN 102800130B)中公開了一種近水面飛行器機動飛行視景仿真方法。該方法使用Visual Studio 2003.NET軟件和Vega Prime視景仿真軟件相結合的方法進行近水面飛行器機動飛行視景仿真。利用Creator軟件建立海浪和島嶼模型，使用LynX Prime圖形界面設計軟件進行三維場景模型匹配及初始化設置，采用粒子系統和靜態圖像紋理映射的方法進行特殊效果模型的實現，通過鍵盤、鼠標觸發事件實現人機交互漫游、視角切換和實體信息查詢響應。但是，該專利技術仍然存在的不足之處是，Vega Prime作為一個需要付費且不開源的視景仿真軟件，在一定程度上提高該視景仿真的成本，并且不利于對該技術進行二次開發，無法在現有的軟件上進行定制修改和功能擴展。

發明內容

本發明的目的在于克服上述已有技術的不足，提供一種多模導航三維動態可視化仿真方法，以解決地面模擬仿真試驗所需試驗設備復雜、試驗成本極高、可重復性差的問題。

本發明的具體思路是：在VC++和OSG三維渲染引擎環境下，基于MFC微軟基礎類庫搭建人機交互平臺，利用OSGEarth地形渲染工具包渲染三維數字地球場景及自然環境，利用三維建模軟件建立飛機的三維模型和機場的虛擬仿真場景模型，并加載到三維數字地球場景中。獲取飛行航線關鍵點數據，經處理得到插值航線點數據，用于驅動飛機飛行。在飛機飛行過程中，利用漫游器跟蹤觀察飛機，利用事件處理器更新飛機的飛行數據，并實時顯示飛行數據。

本發明實現上述目的的具體步驟如下：

(1)搭建人機交互平臺：