虛擬現(xiàn)實(shí)飛碟射手訓(xùn)練系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù).pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)飛碟射手訓(xùn)練系統(tǒng)采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、光電探測(cè)技術(shù)等為運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練提供實(shí)時(shí)交互、實(shí)時(shí)感知及交互作用的模擬訓(xùn)練平臺(tái)，為降低訓(xùn)練的危險(xiǎn)性、適應(yīng)比賽規(guī)則的多變性、提高訓(xùn)練的質(zhì)量等方面起到關(guān)鍵作用。論文中針對(duì)虛擬飛碟射手訓(xùn)練系統(tǒng)的三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究：槍支光電定位技術(shù)、大視場(chǎng)場(chǎng)景建模與顯示、粒子群優(yōu)化算法確定射擊參數(shù)。
　　虛擬現(xiàn)實(shí)飛碟射手訓(xùn)練系統(tǒng)采用光電定位技術(shù)對(duì)槍支的空間三維姿態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。采用模擬槍、高速攝像機(jī)、雙薄膜分光的方法實(shí)現(xiàn)

2、了槍支光電定位的探測(cè)，再運(yùn)用MATLAB軟件解算光斑中心坐標(biāo)和根據(jù)光路建立的模型計(jì)算得到槍支定位的三維姿態(tài)坐標(biāo)，從而解決了電磁方法實(shí)時(shí)測(cè)試槍支坐標(biāo)空間位置精度低、量程小和易受磁場(chǎng)影響的問(wèn)題。
　　虛擬現(xiàn)實(shí)飛碟射手訓(xùn)練系統(tǒng)的虛擬場(chǎng)景開(kāi)發(fā)工作包括：實(shí)時(shí)虛擬場(chǎng)景的生成、飛碟與子彈的碰撞檢測(cè)與顯示和大視場(chǎng)場(chǎng)景的拼接形成。本文采用Vega、Creator、Visual C++開(kāi)發(fā)平臺(tái)對(duì)霰彈、飛碟進(jìn)行建模，真實(shí)地模擬飛碟、霰彈的飛行軌跡，生成

3、飛碟射手訓(xùn)練的實(shí)時(shí)虛擬場(chǎng)景；運(yùn)用經(jīng)典的AABB包圍盒算法與Vega軟件中的LOS技術(shù)檢測(cè)飛碟與子彈的碰撞，并顯示碰撞后的特殊效果；針對(duì)飛碟射擊運(yùn)動(dòng)寬視場(chǎng)的需求，采用圖像拼接技術(shù)用以實(shí)現(xiàn)高分辨率、不失真、大視場(chǎng)的畫(huà)面。針對(duì)目前圖像分割技術(shù)中數(shù)據(jù)量龐大給分割造成的時(shí)間復(fù)雜度過(guò)大的缺陷，論文采用分治法對(duì)密度估計(jì)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，縮小了時(shí)間復(fù)雜度，并對(duì)彩色圖像進(jìn)行了可行性的驗(yàn)證。
　　為了解決射手正確瞄準(zhǔn)和適時(shí)射擊的訓(xùn)練問(wèn)題，由飛碟拋起的瞬間

4、去尋找射點(diǎn)槍支姿態(tài)參數(shù)最優(yōu)值及射擊最佳時(shí)刻，論文采用了粒子群優(yōu)化算法對(duì)射點(diǎn)位置的姿態(tài)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)適應(yīng)值函數(shù)的最小化。借鑒混沌思想能夠彌補(bǔ)基于量子行為的粒子群優(yōu)化算法（QPSO）過(guò)早地陷入局部最優(yōu)的缺點(diǎn)，而將嵌入式混沌思想、超混沌思想引入QPSO算法。本文提出了兩種改進(jìn)的QPSO算法：基于嵌入式混沌序列的量子行為的粒子群優(yōu)化算法(Embedded QPSO，EQPSO)和基于超混沌序列的量子行為的粒子群優(yōu)化算法（Weight EQP