基于特征参数的机场三维模型自动化建模方法研究

论文摘要

随着计算机虚拟现实和视景仿真技术的发展与完善,用于提高视景的逼真度和视觉效果的技术在飞行模拟机视景仿真中已得到广泛的应用。但同时,基于Multigen Creator等3D建模软件构建机场模型的缺点日益凸显:人工收集机场数据、手工绘制机场拓扑图的建模方法耗时、费力、效率低、缺乏灵活性和可复用性。因此,如何更加快速便捷的进行机场建模对于飞行模拟机的研制具有重要的理论和现实指导意义。本文以飞行模拟机视景仿真为研究背景,分析了民航机场的实际特点,提出了基于参数化的机场三维快速建模方法,并且针对机场不同区域的特点,提出了基于依赖关系图的参数特征提取方法,并应用该方法进行了跑道系统和滑行道系统的参数提取。基于上述理论,设计了机场参数化建模原型系统,结合OpenFligt数据格式进行了模块划分,机场参数化建模原型系统进行了架构设计,并对模块进行了划分,围绕机场交通骨架图的提取以及路网拓扑关系的完善进行了研究,设计了用户输入界面;针对OpenFlight API复用性不强的特点,结合机场参数化模型的需求,对OpenFlight API进行了面向对象的封装,通过试验结果验证了参数化建模的快速性和严谨性的优点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文工作
• 第2章 论文相关理论及研究基础
• 2.1 三维建模技术理论基础
• 2.1.1 三维几何造型技术
• 2.1.2 纹理映射技术
• 2.2 参数化建模技术
• 2.3 相关软件建模方法
• 2.3.1 MultiGen Creator和OpenFlight数据库
• 2.3.2 UML建模方法
• 2.3.3 基于模式的面向对象软件设计方法
• 2.4 本章小结
• 第3章 机场飞行区基本元素特征分析
• 3.1 机场飞行区参数化建模思想
• 3.1.1 机场飞行区概述
• 3.1.2 机场飞行区参数化思想
• 3.1.3 机场飞行区特征参数提取方法
• 3.2 跑道系统参数化特征分析
• 3.2.1 跑道系统元素概述
• 3.2.2 跑道系统特征参数分类
• 3.2.3 跑道几何图元特征参数提取
• 3.2.4 跑道道面标志系统图元特征参数提取
• 3.3 滑行道系统参数化特征分析
• 3.3.1 滑行道系统元素概述
• 3.3.2 滑行道系统特征提取
• 3.4 本章小结
• 第4章 机场参数化建模关键技术
• 4.1 机场场面拓扑约束关系描述机制研究
• 4.1.1 基于交通骨架图的机场路网拓扑关系描述方法
• 4.1.2 机场交通路网分解
• 4.1.3 基于图论的机场交通路网通向数据结构
• 4.2 线型路网数据化
• 4.2.1 直线路段数据化
• 4.2.2 圆弧路段数据化
• 4.3 机场视景三维模型生成方法
• 4.3.1 OpenFlight多边形的绘制方法
• 4.3.2 路面纹理的映射
• 4.4 本章小结
• 第5章 机场参数化建模原型系统的设计与实现
• 5.1 系统体系架构设计
• 5.2 交通骨架图数据模块设计与实现
• 5.2.1 DXF文件分析模块设计
• 5.2.2 完善拓扑约束关系
• 5.3 机场三维模型构建模块设计与实现
• 5.3.1 OpenFlight API对象化
• 5.3.2 参数化过程与三维造型映射关系
• 5.4 试验结果验证
• 5.5 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介