基于HLA的戰(zhàn)場環(huán)境仿真研究

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1、摘要近年來，隨著多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和視景仿真技術(shù)也獲得長足的進(jìn)步?；谟?jì)算機(jī)、圖形處理、網(wǎng)絡(luò)通信等諸多新技術(shù)發(fā)展而來的虛擬現(xiàn)實(shí)和視景仿真技術(shù)由于其高度的逼真性，實(shí)時性和交互性，獲得了廣泛的關(guān)注并在民用和軍事領(lǐng)域都有著極其廣闊的應(yīng)用前景。本文來源于海軍裝備部的一個項(xiàng)目，著重研究基于HLA（HighLevelArchitecture）高層體系結(jié)構(gòu)的虛擬現(xiàn)實(shí)和視景仿真技術(shù)在戰(zhàn)場環(huán)境仿真中的應(yīng)用。本研究采用高層體系結(jié)構(gòu)作為分布式仿真的系統(tǒng)構(gòu)架，采用Multigen公司的建模工具Creator

2、和驅(qū)動工具VegaPrime作為開發(fā)工具，在編譯平臺VC＋＋下完成該戰(zhàn)場環(huán)境的仿真。在介紹了研究背景以及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，本文著重研究了高層體系結(jié)構(gòu)的組織與原理，詳細(xì)分析了HLA高層體系結(jié)構(gòu)中整個聯(lián)邦的開發(fā)過程以及聯(lián)邦成員的實(shí)現(xiàn)方法。按照HLA的六個開發(fā)步驟，結(jié)合項(xiàng)目具體要求，完成了戰(zhàn)場環(huán)境仿真體系結(jié)構(gòu)中的任務(wù)空間模型設(shè)計(jì)，聯(lián)邦以及聯(lián)邦成員的設(shè)計(jì)，并且根據(jù)本仿真中的數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)了聯(lián)邦對象類信息表以及仿真交互信息表。接著本文深入分析了實(shí)體建模軟件Creator和驅(qū)動編寫軟件VegaPrime的特點(diǎn)

3、以及兩個軟件工具中所使用的關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)。按照建模和驅(qū)動工具的設(shè)計(jì)流程，分別完成了戰(zhàn)場環(huán)境的建模，戰(zhàn)場環(huán)境參數(shù)的設(shè)置，部分實(shí)體模型的驅(qū)動編寫以及編譯環(huán)境的配置等工作，其中著重完成了戰(zhàn)場環(huán)境中大型地形背景以及各種戰(zhàn)場要素如艦艇，預(yù)警機(jī)，導(dǎo)彈以及坦克的建模工作，并且完成了艦艇和預(yù)警機(jī)的驅(qū)動編寫，使得本戰(zhàn)場環(huán)境仿真產(chǎn)生了較為理想的仿真效果。關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)視景仿真高層體系結(jié)構(gòu)聯(lián)邦戰(zhàn)場環(huán)境驅(qū)動IAbstractNowadays,withthefastdevelopmentofmultimedia,virtua

4、lrealityandscenesimulationarealsoinahighspeedofdevelopment.Basedonthenewtechnologiesofcomputer,imageprocessingandnetworkcommunication,virtualrealityandscenesimulationgetmuchmoreattentionandownabrilliantfuturebothincivilapplicationsandmilitaryapplicatio

5、nsbecauseoftheiradvantagesinvividness,real-timeandmutuality.ThisresearchcomesfromaprogramsupportedbyEquipmentDepartmentofNavyandresearchesontheapplicationofvirtualrealityandscenesimulationonbattlefieldenvironmentbasedonHLA(HighLevelArchitecture).Theres

6、earchadoptstheHLAastheframeworkofthesystemandusesthemodelingtoolCreatorandthedriverprogrammingtoolVegaPrimeastheplatformandcompilestheprogramwithVC++.BasedontheintroductionofthehistoryanddevelopmentofHLA,thisthesisfirstresearchesonthearchitectureandthe

7、oryofHLAanddetailsthewaytodevelopthefederationofHLA.Followingthesixstepstodevelopthefederation,thisthesisfinishesseveraljobssuchasdesignthetaskspacemodeling,designthefederationandmembers,anddesigntheFOM(FederationObjectModel)andSOM(SimulationObjectMode

8、l).ThenthispaperanalysesthecharacteristicsofthetwosoftwaretoolsCreatorandVegaPrime,meanwhiledetailsthekeytechnologiesusedbythosetwosoftwaretools.Then,thispapercreatedifferentmodelsinthebattlefieldenvironment,configuresimulationparameter