基于OSG的三维不规则军标地形匹配应用研究

论文摘要

随着时代的发展,战争类型已经由单一的陆地战演变到了陆海空天一体的信息化战争?为了能够使指挥人员更好的进行作战规划和制定决策,通常在实战演习之前需要对一次想定作战进行推演,通过可视化的方式来展现战场态势演化的情况?在作战态势推演中如何将整个战场态势合理逼真的可视化出来便成了当前研究的热点问题?二维态势可视化和三维态势可视化是战场态势可视化的主要组成部分,而在三维态势可视化中主要涉及到三维军标标绘生成以及场景匹配等关键技术?本文以国防预研项目为背景,结合参与XXX战场环境建模与仿真等项目实践的基础上,对三维军标标绘生成?场景匹配和沟堑类动态军标生成等关键技术进行了研究与创新,并对某战场态势推演系统的结构进行了改进,同时将其应用到某空天三维态势感知软件的设计与实现中?具体的研究工作有:1.研究了不规则军标的标绘生成算法?以进攻箭标为例,本文提出了一种过控制点的B样条不规则军标标绘方法,在三维场景中进行直接标绘并生成三维不规则军标?对于不同类型的不规则军标需要分析并选择合适的控制点进行标绘,该方法提高对不规则军标标绘的方便性和编辑的灵活性?2.研究了不规则军标与地形的匹配算法?本文提出了一种基于控制点简化的不规则军标地形匹配算法,该算法通过对高程曲线求取极值点和拐点从而获取不规则军标的初始控制点,并采用特定的合并算法减少控制点到预设的最终控制点的个数?通过控制最终控制点的个数可以调整不规则军标与地形匹配的精细程度?该方法适用于那些不需要精确匹配的态势要素,该方法在一定程度上提升了匹配的速度和效果?3.研究了沟堑类动态军标的生成方法?本文通过借鉴动态地形的研究方法,提出了一种基于约束Delaunay三角剖分的沟堑类动态军标的生成方法?通过沟堑?筑墙和修建道路三种动态军标的实验,分析了该方法的可行性以及存在的不足?4.研究了态势推演系统的相关结构?在某战场态势建模与仿真预研项目实践的基础上,本文对一种态势推演结构进行了改进,并将其应用在某三维态势感知系统的设计与实现中,通过该应用进一步验证了该改进的态势推演结构的可行性?

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.2.1 国外的研究现状
• 1.2.2 国内的研究现状
• 1.3 三维战场态势可视化
• 1.4 本文研究的内容
• 1.5 论文的组织安排
• 第2章 过控制点的 B 样条标绘与实现
• 2.1 军队标号基础知识
• 2.1.1 军队标号的概念和分类
• 2.1.2 军队标号的标示规则
• 2.2 B 样条曲线的实现原理和三维图形渲染引擎OSG
• 2.2.1 B 样条曲线的定义和性质
• 2.2.2 过控制点的三次B 样条曲线的实现原理与分析
• 2.2.3 三维图形渲染引擎OSG
• 2.3 一种过控制点的不规则军标生成算法
• 2.3.1 不规则军标的分类及结构特点
• 2.3.2 过控制点的不规则军标生成算法
• 2.3.3 实验效果与分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 三维军标实时绘制与场景匹配技术研究
• 3.1 军标及场景匹配的相关概念与工作
• 3.1.1 军标及场景匹配的相关概念
• 3.1.2 军标及场景匹配的相关研究工作
• 3.2 一种基于控制点简化的不规则军标的地形匹配方法
• 3.2.1 三维规则军标与地形的匹配算法
• 3.2.2 基于控制点简化的不规则军标地形匹配算法
• 3.2.3 实验效果与分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 沟堑类动态军标生成技术研究
• 4.1 沟堑类动态军标的相关概念
• 4.2 沟堑类动态军标的相关研究工作
• 4.3 基于约束Delaunay 剖分的沟堑类军标生成方法
• 4.3.1 动态军标关键点拾取研究与分析
• 4.3.2 生成军标路径的插值方法
• 4.3.3 约束Delaunay 三角剖分
• 4.4 实验效果与分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 三维态势推演系统的设计与实现
• 5.1 态势推演相关概念
• 5.2 态势推演系统需求分析
• 5.2.1 常见态势推演系统类型
• 5.2.2 对基于作战仿真的战场态势推演系统的改进
• 5.3 三维态势推演系统结构设计与实现
• 5.3.1 对于作战态势推演系统结构的改进
• 5.3.2 态势推演系统中大规模场景生成技术
• 5.3.3 战场仿真中非可视化效果的可视化实现
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 课题完成的主要工作
• 6.2 进一步研究的方向与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单
• 致谢