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基于三维视景数据库的雷达模拟软件的研制

论文摘要

航海雷达模拟器问世以来,一直在航海教育和培训中发挥重要的作用。随着航海事业的发展,用户对雷达模拟器性能、逼真感等的要求越来越高,《STCW78/95公约》也对雷达模拟器提出了明确的要求。目前,大多数航海雷达模拟器的回波生成方法是通过数字化仪从海图上获得海岸线、雷康和SART等原始数据,然后通过扫描线与海岸等轮廓线求交得出物标的前端坐标值,再经过相应变换,从而生成回波图像。这种方法比较简单,但生成的回波和真实雷达的回波还有相当大的差距,而且物标间的遮挡关系以及物标对雷达电磁波的反射性能差异也得不到体现。三维视景数据库比海图包含了更多的信息,有利于更加逼真地实现雷达回波的模拟。本文在国内外相关研究的基础上,借鉴光线跟踪算法的思想和漫反射光照模型,基于三维视景数据库研发雷达模拟器。主要工作有以下几个方面:1.对三维建模工具及三维视景数据库进行系统的分析研究,将航海模拟器的三维视景库由OpenFlight格式转换为3DS格式并访问3DS文件,获取模型的相关信息。2.借鉴光线跟踪算法,利用射线与三角形求交计算物标的回波位置,利用漫反射光照模型计算物标的回波强度。3.研究雷达扫描线余辉、噪声、盲区的生成算法。4.基于VC++6.0和OpenGL完成雷达模拟软件的程序实现。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 STCW78/95公约对航海雷达模拟器的要求
  • 1.3 国内外研究现状及本课题的提出
  • 1.4 文章结构
  • 第2章 三维建模工具及视景库
  • 2.1 三维建模工具
  • 2.1.1 MultiGen Creator
  • 2.1.2 3D MAX
  • 2.1.3 Pro/ENGINEER
  • 2.2 三维视景库的格式
  • 2.2.1 Open Flight格式数据库
  • 2.2.2 3DS格式数据库
  • 2.2.3 OBJ格式数据库
  • 2.2.4 X格式数据库
  • 第3章 三维模型的引入
  • 3.1 OpenGL介绍
  • 3.1.1 OpenGL的工作原理
  • 3.1.2 OpenGL的主要功能
  • 3.1.3 OpenGL的运行机制及编写OpenGL应用程序的步骤
  • 3.2 模型的访问
  • 3.2.1 模型格式转换
  • 3.2.2 3DS模型的信息读取
  • 第4章 雷达回波图像的生成
  • 4.1 雷达回波原理及仿真思路的提出
  • 4.1.1 雷达回波原理
  • 4.1.2 光线跟踪算法
  • 4.1.3 仿真思路的提出
  • 4.2 物标回波生成算法
  • 4.2.1 射线与三角形的相交算法
  • 4.2.2 物标间相互遮挡关系的判断
  • 4.2.3 延伸线的生成
  • 4.2.4 回波的绘制
  • 4.3 回波强度的模拟
  • 4.3.1 影响回波强度的因素及模拟思路的提出
  • 4.3.2 漫反射模型
  • 4.3.3 回波强度的模拟计算
  • 4.4 雷达扫描线余辉、噪声及雷达盲区的模拟
  • 4.4.1 扫描线余辉的模拟
  • 4.4.2 噪声的模拟
  • 4.4.3 雷达盲区的模拟
  • 第5章 仿真软件程序实现
  • 5.1 雷达回波的程序实现
  • 5.2 仿真结果
  • 第6章 总结与展望
  • 6.1 总结
  • 6.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 研究生履历

    • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/0f9c4ccf5129d332a00ffbc8.html