基于EPX的氣墊船駕控模擬器視景系統(tǒng)仿真研究.pdf

1、視景仿真系統(tǒng)作為氣墊船駕控模擬器的一個(gè)必不可缺的組成部分,要求能夠真實(shí)的、直觀的顯示出氣墊船在場景中航行狀態(tài)。需要合理利用資源,構(gòu)建出一個(gè)符合性能標(biāo)準(zhǔn)的視景仿真系統(tǒng)。本文根據(jù)氣墊船模擬器的實(shí)際需要構(gòu)建了氣墊船的視景系統(tǒng),并基于建立過程中的實(shí)際問題,對(duì)碰撞檢測技術(shù)和地形匹配算法進(jìn)行了進(jìn)一步研究。
　　對(duì)于地形匹配,借鑒履帶式車輛的六點(diǎn)匹配算法,在四點(diǎn)匹配算法上進(jìn)行改進(jìn),利用五點(diǎn)匹配算法進(jìn)行地形的匹配。對(duì)氣墊船進(jìn)行剛體簡化,并且選取包

2、括中心在內(nèi)的五個(gè)關(guān)鍵特征點(diǎn)對(duì)這個(gè)剛體進(jìn)行離散簡化。對(duì)這五個(gè)點(diǎn)分別進(jìn)行高程數(shù)據(jù)的計(jì)算,然后從中選取三個(gè)匹配點(diǎn)確定氣墊船的姿態(tài)平面。這種算法解決了四點(diǎn)匹配算法中,氣墊船對(duì)地形的切割問題。在海面上使用三點(diǎn)匹配算法,用簡單的算法達(dá)到氣墊船的海面匹配問題。
　　視景系統(tǒng)中,碰撞檢測是一個(gè)重要的組成部分,其準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性至關(guān)重要,尤其對(duì)于操縱模擬器。本文根據(jù)視景系統(tǒng)的碰撞檢測特點(diǎn),利用基于線段的碰撞檢測。在氣墊船圍裙的外圍布置一圈碰撞檢測線段

3、,對(duì)圍裙進(jìn)行擬合,方便的排除掉不可能發(fā)生碰撞的物體。在發(fā)生碰撞時(shí),利用二分法,對(duì)被檢測到的碰撞檢測線段進(jìn)行實(shí)時(shí)分割及重新布置。通過確定一個(gè)閾值作為停止分割的臨界條件來確定是否停止分割。分割停止后,取最后被分割的線段中點(diǎn)作為碰撞檢測點(diǎn)。在碰撞響應(yīng)方面,對(duì)氣墊船進(jìn)行區(qū)域劃分,分別對(duì)每個(gè)區(qū)域進(jìn)行碰撞面積和碰撞方向的計(jì)算,使得計(jì)算簡單,減少了系統(tǒng)的運(yùn)算負(fù)荷。
　　為了模擬海洋中的海浪,對(duì)幾種海浪譜進(jìn)行了分析,并在基于海浪譜的基礎(chǔ)上進(jìn)行海浪