浅谈Vega软件中应用程序实现飞行仿真方法

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[摘 要]随着计算机技术的发展,仿真技术的应用越来越广泛。已经渗透到科研的各个领域,Multigen vega系列软件因其强大的三维可视化仿真功能而得到众多科研人员的喜爱。本文针对视景仿真中的飞行漫游模式,进行了程序编写,使之具有更好的可重新定义性,满足了不同用户的需求。

[关键词]仿真技术

[中图分类号]G712[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2010)03-0109-02

当前,信息技术飞速发展,三维可视化视景仿真技术在科研、生产、生活中的应用越来越广泛,各种三维软件不断涌现。有Multigen-Patadigm公司专门针对可视化仿真行业应用特点开发的实时可视化三维视景仿真软件系统――Multigen Vega系列软件以其强大的实景仿真功能得到众多用户的青睐,越来越多的科研单位和科技人员应用该软件作为三维可视化仿真应用和开发的基础。现在,Vega已经成功应用于城市规划仿真、建筑设计漫游、飞行仿真等方面,并不断地向新的领域扩展[1]。

在Vega软件中,自带了一种飞行漫游模式,使用鼠标控制飞行,方便快捷,但漫游模式不支持在原有基础上重新定义或者修改,比如通过鼠标点击控制加速度的增减量的大小,鼠标偏离中心点的距离影响视角旋转速度的大小,这些都是不可以再次修改的。这给一些使用者带来很大不便,本文针对漫游模式,提出了用程序语言定义飞行模式的方法。可以弥补不能对漫游模式进行二次修改的缺点。这里仅以C-17运输机的飞行仿真为例,介绍程序实现漫游的方法。

1 添加模型对象和角色对象

在Vega中的角色对象是指场景中的一些特殊的模型对象,跟场景中普通的模型对象不同的是,用户可以在实时仿真的过程中控制场景中的角色对象,包括角色的位置、姿态和其它属性。在这里,添加需要控制的C-17运输机模型。如图1所示:

在ADF文件中添加模型的配置方法如表1所示:

同时定义角色对象,其配置过程如表2所示:

2 观察者的设置

观察者是Vega实时视景仿真系统中最核心的模块之一。通过观察者用户才能把其他描述虚拟场景元素信息、状态信息和控制信息等模块类的实例联系起来,从而将一幅幅连续的虚拟场景画面展现在用户面前。程序应用的是栓系模式,当观察者跟角色对象绑定后,观察者的位置就会根据角色对象的位置来决定,程序里使用的是Tether-Fixed。观察者固定在角色对象的某个偏移位置上[1]。

本文的实景仿真使用多种视角观察场景。程序语言定义的观察者如下:

view_chan=vgNewChan();

vgName(view_chan," view_chan");

vgChanViewport(view_chan,0.0f,0.3f,0.7f,1.0f);

…

vgProp(mostly_obs,VGOBS_TETHERSTATE,VGOBS_STATIC);

…

观察者mostly_obs主要作用是观察C-17的飞行过程。在定义观察者mostly_obs的时候,通过程序定义了对观察者mostly_obs的控制。其按键功能如表3所示:

其控制程序实现如下:

switch(key)

{ case VGWIN_UPARROW:if(p>=-180) p-=5; break;

case VGWIN_DOWNARROW: if(p

case VGWIN_LEFTARROW: h+=10; break;

case VGWIN_RIGHTARROW:h-=10; break;

case '+': vel+=10; break;

case '-': if(vel>=10) vel-=10; break;

default: break;

}

从程序中可以看出,在俯仰角的控制中,一次按键改变飞机空间姿态5度;在偏航角的控制中,一次按键改变飞机空间姿态10度;在飞行速度中,一次按键改变速度10m/s。使用者可以根据仿真的要求来随意控制姿态的单次增减量。这就弥补了软件自带程序不可更改变化量的不足。

3 仿真结果

在仿真过程中,程序设计了两个视角,第一视角在飞机上方800米的距离,观察飞机的航向。第二视角绑定在飞机附近,为了便于观察飞机的空间姿态。对漫游过程进行了设计,可以使用、、、和加、减符号六个按键对视角和飞行速度进行控制。如图2所示观察者在仿真中,观察到的C-17在空中的飞行状态。

4 结语

本文通过程序定义了飞行控制方法,实现了C-17运输机的飞行漫游。整个程序简单,易移植,并且可以通过重新定义程序中的参数来满足不同飞行仿真的要求,弥补了程序自带漫游模式的单一性。总体来说,文章定义的方法符合实际,有一定应用价值。

[参考文献]

[1]王乘,李利军,周均清,陈大炜.Vega实时三维视景仿真技术[M].武汉:华中科技大学出版社,2005.1.

[作者简介]

郑学恩(1983-),男,黑龙江,沈阳理工大学研究生学院2006级硕士研究生。研究方向:定位定向导航系统。

吴玉斌(1963-),男,辽宁沈阳,沈阳理工大学副教授。研究方向:定位定向导航系统。

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