淺談虛擬雷達(dá)維修訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、淺談虛擬雷達(dá)維修訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)論文關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)雷達(dá)維修系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文摘要：如果將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)應(yīng)用于裝備維修訓(xùn)練，能使操作者通過(guò)虛擬模擬仿真訓(xùn)練得到操作真實(shí)設(shè)備的訓(xùn)練效果，同時(shí)不僅能減少使用、維修成本，而且不受場(chǎng)地和時(shí)間的限制。本文介紹了虛擬雷達(dá)維修訓(xùn)練的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，以及總體結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的組成和實(shí)現(xiàn)方法。引言目前觀通部隊(duì)在裝備保障方面還有很多缺陷，最主要的方面就是技師的維修能力不強(qiáng)，造成這個(gè)現(xiàn)象的主要原因就是技師的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不多。由于雷達(dá)在運(yùn)行時(shí)大部分都是高壓，一不小心就很容易燒壞設(shè)備，所以技師的維修訓(xùn)練一般只能靠理論學(xué)習(xí)。因此迫切需要一個(gè)雷達(dá)維修的仿真模擬

2、系統(tǒng)，用以解決技師的維修實(shí)際操作訓(xùn)練。1、軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):為了滿足維修時(shí)協(xié)同操作的要求，同時(shí)考慮到系統(tǒng)的擴(kuò)展，所以選擇使用HLA/RTL來(lái)構(gòu)架該系統(tǒng):HLA是為了將多個(gè)仿真應(yīng)用集成起來(lái)而定義的一種軟件體系結(jié)構(gòu)。HLA能將多個(gè)小的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)聯(lián)合成為一個(gè)大的仿真系統(tǒng)，同時(shí)還能幫助實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的擴(kuò)展。淺談虛擬雷達(dá)維修訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)論文關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)雷達(dá)維修系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文摘要：如果將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)應(yīng)用于裝備維修訓(xùn)練，能使操作者通過(guò)虛擬模擬仿真訓(xùn)練得到操作真實(shí)設(shè)備的訓(xùn)練效果，同時(shí)不僅能減少使用、維修成本，而且不受場(chǎng)地和時(shí)間的限制。本文介紹了虛擬雷達(dá)維修訓(xùn)練的系統(tǒng)

3、設(shè)計(jì)思路，以及總體結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的組成和實(shí)現(xiàn)方法。引言目前觀通部隊(duì)在裝備保障方面還有很多缺陷，最主要的方面就是技師的維修能力不強(qiáng)，造成這個(gè)現(xiàn)象的主要原因就是技師的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不多。由于雷達(dá)在運(yùn)行時(shí)大部分都是高壓，一不小心就很容易燒壞設(shè)備，所以技師的維修訓(xùn)練一般只能靠理論學(xué)習(xí)。因此迫切需要一個(gè)雷達(dá)維修的仿真模擬系統(tǒng)，用以解決技師的維修實(shí)際操作訓(xùn)練。1、軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):為了滿足維修時(shí)協(xié)同操作的要求，同時(shí)考慮到系統(tǒng)的擴(kuò)展，所以選擇使用HLA/RTL來(lái)構(gòu)架該系統(tǒng):HLA是為了將多個(gè)仿真應(yīng)用集成起來(lái)而定義的一種軟件體系結(jié)構(gòu)。HLA能將多個(gè)小的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)聯(lián)合成為一個(gè)大的仿真系統(tǒng)，同時(shí)還能幫

4、助實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的擴(kuò)展。HLA的核心思想就是通過(guò)互操作和重用，其顯著特點(diǎn)是通過(guò)運(yùn)行支撐環(huán)境HLA(HighLevelArchitecture)，提供通用的、相對(duì)獨(dú)立的支撐服務(wù)程序，將仿真應(yīng)用同底層的支撐環(huán)境分開(kāi)。所以該系統(tǒng)采用HLA/RTI的框架，這樣就可以很方便的對(duì)操作的技師數(shù)目進(jìn)行增減，而且還可以減少機(jī)器負(fù)擔(dān)。2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：現(xiàn)實(shí)中的雷達(dá)維修，應(yīng)該是首先測(cè)量幾個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的數(shù)值，然后把這些數(shù)值跟正常時(shí)節(jié)點(diǎn)的數(shù)值進(jìn)行比較，根據(jù)異常的節(jié)點(diǎn)數(shù)值來(lái)判斷故障的，而雷達(dá)工作狀態(tài)有兩種：高壓和低壓。所以該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)該有5個(gè)表，NorLoTable記錄在低電壓下無(wú)故障時(shí)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，

5、ErLoTable記錄在低電壓下故障時(shí)數(shù)值改變的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，NorHiTable記錄在高電壓下無(wú)故障時(shí)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，ErLoTable記錄在低電壓下故障時(shí)數(shù)值改變的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，ErHiTable記錄在高電壓下故障時(shí)數(shù)值改變的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。ErPhTable記錄的是故障名、故障的現(xiàn)象、故障序號(hào)。3、維修訓(xùn)練模塊設(shè)計(jì)：1、查看節(jié)點(diǎn)功能的實(shí)現(xiàn):再虛擬維修中，一個(gè)重要功能就是查看虛擬設(shè)備的運(yùn)作情況，包括機(jī)器各個(gè)元件的電流電壓等電氣情況以及虛擬儀器的數(shù)據(jù)。在本系統(tǒng)的訓(xùn)練模塊中，要能實(shí)現(xiàn)使用者可以通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊查看虛擬雷達(dá)中各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)在高壓時(shí)或者低壓時(shí)的數(shù)據(jù)。2、碰撞檢測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)：針對(duì)

6、雷達(dá)機(jī)械部件大部分都是正方形，所以采用AABB(axis-alignedboundingboxes)包圍盒的算法，它的原理可概括為：每個(gè)物體的包圍盒為長(zhǎng)方體，長(zhǎng)方體的面與坐標(biāo)軸平行，然后將長(zhǎng)方體投影到每個(gè)坐標(biāo)袖上，得到一個(gè)區(qū)間：分別對(duì)三個(gè)坐標(biāo)軸上所有物體的投影區(qū)間排序，只有當(dāng)兩個(gè)物體在三個(gè)坐標(biāo)軸上的投影同時(shí)重疊時(shí)才有可能在空間發(fā)生碰撞。3、裝配時(shí)拾取的實(shí)現(xiàn)：模型拾取有多種方法，如采用構(gòu)造的裝配樹(shù)狀結(jié)構(gòu)模型通過(guò)點(diǎn)擊節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢索；采用名稱(chēng)或識(shí)別號(hào)進(jìn)行檢索；直接在三維裝配環(huán)境中通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊拾取物體模型。使用鼠標(biāo)點(diǎn)擊來(lái)拾取物體是最簡(jiǎn)單、最直觀的方法之，同時(shí)考慮到雷達(dá)觀通站裝備傳感手套

7、不可能也不現(xiàn)實(shí)，所以這個(gè)系統(tǒng)使用鼠標(biāo)點(diǎn)擊的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)拾取功能，其過(guò)程是通過(guò)獲取鼠標(biāo)在屏幕上的點(diǎn)擊點(diǎn)，經(jīng)屏幕坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到投影點(diǎn)，以視點(diǎn)為起點(diǎn)，經(jīng)投影點(diǎn)構(gòu)造一條垂直指向屏幕的射線，然后經(jīng)投射變換、坐標(biāo)變換獲得一條位于模型空間的射線。由于所有模型都位于視錐之內(nèi)，因而只需判斷這條射線與場(chǎng)景中的哪些模型相交，經(jīng)過(guò)選擇即可獲取所需模型。4、評(píng)分功能的實(shí)現(xiàn):維修的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該有4個(gè):是否使用到高壓、維修時(shí)更換部件數(shù)目是否大于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)目、維修時(shí)間、維修不成功的次數(shù)。維修控制臺(tái)管理員給出各項(xiàng)的加權(quán)值，從而可以實(shí)現(xiàn)評(píng)分功能。