基于設(shè)計(jì)模式的多無人機(jī)地面站視景仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無人機(jī)地面站視景系統(tǒng)用三維圖像顯示飛行數(shù)據(jù)，使觀察者能對(duì)無人機(jī)飛行狀態(tài)做直觀判斷。無人機(jī)視景仿真則可以利用仿真驗(yàn)證航跡規(guī)劃算法以及飛行方案，節(jié)約成本。在當(dāng)今計(jì)算機(jī)多核化發(fā)展迅猛，同時(shí)無人機(jī)作戰(zhàn)日益向編隊(duì)作戰(zhàn)發(fā)展的情況下，視景系統(tǒng)應(yīng)該架構(gòu)在多核平臺(tái)下，并且能支持多無人機(jī)的顯示。借助設(shè)計(jì)模式以及.NET平臺(tái)對(duì)多核并行編程的簡(jiǎn)化，本文基于EV-Globe平臺(tái)設(shè)計(jì)并且實(shí)現(xiàn)了一套無人機(jī)視景仿真系統(tǒng)軟件。
　　系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)所需解決的主要幾個(gè)問

2、題有：
　　1.視景的驅(qū)動(dòng)。為了驅(qū)動(dòng)三維引擎，需結(jié)合EV-Globe平臺(tái)研究視景開發(fā)有關(guān)的3D理論及渲染基礎(chǔ)，包括三維坐標(biāo)系統(tǒng)以及模型矩陣的基本轉(zhuǎn)換，三維引擎渲染流水線，還有視景所驅(qū)動(dòng)的模型結(jié)構(gòu)等。
　　2.多核架構(gòu)下驅(qū)動(dòng)多無人機(jī)。為了完成程序并行架構(gòu)，可以利用.Net與設(shè)計(jì)模式對(duì)并行問題進(jìn)行簡(jiǎn)化。研究了設(shè)計(jì)模式，引入并行編程模式語言的線性設(shè)計(jì)空間；研究了多核與多線程的相關(guān)理論，以及.Net中的TPL相關(guān)編程技術(shù)。
　

3、　3.視景的功能實(shí)現(xiàn)。在分析了功能需求后，共設(shè)計(jì)并且實(shí)現(xiàn)了7個(gè)功能模塊，分別是模型自主加載模塊、數(shù)據(jù)同步模塊、模型控制模塊、多核并行模塊、虛擬儀表模塊、分屏模塊還有航跡顯示模塊。
　　設(shè)計(jì)過程中，從系統(tǒng)的分層架構(gòu)、物理架構(gòu)、交互界面架構(gòu)以及模塊方案等方面對(duì)系統(tǒng)總體進(jìn)行全面設(shè)計(jì)。在相關(guān)理論支持下，利用C++/.Net平臺(tái)編程語言，D3D圖形接口以及相關(guān)技術(shù)對(duì)各大模塊進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。結(jié)合基于XML的系統(tǒng)拓展技術(shù)設(shè)計(jì)完成了模型自主加載模塊

4、，結(jié)合基于實(shí)時(shí)時(shí)鐘和分布式隊(duì)列緩存的仿真數(shù)據(jù)同步技術(shù)和基于DLL調(diào)用的跨語言數(shù)據(jù)接收等技術(shù)完成了數(shù)據(jù)同步模塊設(shè)計(jì)，利用回調(diào)機(jī)制以及EV-Globe相關(guān)API設(shè)計(jì)完成了模型控制模塊。
　　最終在PC機(jī)上，設(shè)計(jì)并且初步實(shí)現(xiàn)了支持多無人機(jī)的視景仿真系統(tǒng)，該軟件中不僅集成了傳統(tǒng)視景需要的基本功能如飛行控制，虛擬儀表，航跡顯示等，還設(shè)計(jì)了諸如自由自主加載模型、分屏窗口、視角自由切換等有特色的功能，帶給使用者新的功能體驗(yàn)。視景系統(tǒng)達(dá)到很高的幀