炮兵指挥训练通用虚拟战场环境设计研究

论文摘要

炮兵射击指挥作为炮兵作战指挥的重要组成内容,射击指挥效果的好坏对炮兵作战指挥的效果有巨大影响,进而对影响作战结果。以射击指挥技能训练为基础,利用虚拟训练平台对炮兵指挥员进行全面的作战指挥训练是今后的发展趋势,其对应的一体化的先进训练系统是培养学员、各级炮兵指挥员的基本工具,也将是各种战法、方案的试验平台。本文的研究目的致力于提高我军炮兵虚拟训练系统的水平。本文首先介绍了指挥训练与虚拟现实技术的研究现状和发展概况,以及虚拟现实技术在指挥训练中的应用,并指出了利用虚拟现实技术研究对炮兵作战指挥训练的重要意义。本文对炮兵指挥训练通用虚拟战场环境的组成要素进行了分析,并重点研究了地形要素生成的一般方法,在此基础上提出了一种基于图像绘制的地形渲染方法。针对炮兵指挥训练通用虚拟战场环境组成要素的特点,着重研究了计算机生成兵力(人员)、弹丸飞行过程可视化与终点效应中的破片飞散、毁伤效果的显示等虚拟环境的要素及其动态效果实现方法。用关键帧和运动学理论相结合的方法实现了人员的运动(蹲下动作)建模。通过对终点效应学、毁伤理论的研究,用粒子系统建模方法模拟了弹丸破片的运动过程、对人员的毁伤概率。最后,将本文的研究成果在炮兵分队射击指挥虚拟现实训练系统的设计与实现中的进行了验证,方法有效可靠。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 指挥训练现状
• 1.2 虚拟现实现状
• 1.3 虚拟现实在指挥训练中的应用、研究现状
• 1.4 本文研究的内容及意义
• 第二章 炮兵指挥训练通用虚拟战场环境设计
• 2.1 虚拟环境概述
• 2.2 炮兵指挥训练通用虚拟战场环境组成要素
• 2.2.1 自然要素
• 2.2.2 指挥要素
• 2.2.3 战场态势的实时更新
• 2.3 指挥训练虚拟环境的实现方法
• 2.3.1 地形的生成
• 2.3.2 虚拟战场环境中地物的生成
• 2.3.3 虚拟战场环境中运动类物体的生成
• 2.3.4 其他要素实现方法
• 第三章 炮兵指挥训练通用虚拟战场环境中虚拟人物研究
• 3.1 计算机生成兵力简介
• 3.2 虚拟人几何建模
• 3.3 虚拟人行为建模与实现
• 3.3.1 行为建模
• 3.3.2 虚拟人的实现
• 第四章 炮兵指挥训练通用虚拟战场环境弹道建模与仿真
• 4.1 弹丸弹道运动
• 4.2 弹丸破片杀伤步兵的模型
• 4.3 基于粒子系统的弹丸破片仿真
• 4.3.1 粒子系统简介
• 4.3.2 弹丸破片的粒子系统处理
• 第五章 炮兵分队射击指挥训练系统的设计与实现
• 5.1 引言
• 5.2 系统设计
• 5.2.1 系统设计目标
• 5.2.2 系统工作流程设计
• 5.2.3 系统功能模块设计
• 5.3 系统实现关键技术
• 5.3.1 辅助决策模块的实现
• 5.3.2 侦察子系统战场侦察模块实现
• 5.3.3 火炮建模技术研究
• 5.4 系统实现
• 5.4.1 系统开发环境
• 5.4.2 系统主要功能界面
• 第六章 结论
• 6.1 完成的主要工作
• 6.2 主要创新点
• 6.3 下一步的研究方向
• 致谢
• 参考文献