单兵巡飞武器虚拟训练系统研究与实现

摘要

单兵巡飞武器是由单人完成操控的，用于侦查和攻击，同时具备自主航点飞行、跟踪锁定和攻击预定目标等功能的新概念武器。为满足十二五**项目“单兵巡飞武器技术研究”的项目需求，申请了子课题“单兵巡飞武器虚拟训练系统技术研究”，旨在降低试验风险及成本、减轻试验对环境的影响，提高装备后期的训练能力。本文基于动力学仿真技术与虚拟现实技术的研究成果，通过开发与集成，实现了该系统。 首先对该系统进行需求分析，可行性分析，并基于系统设计的原则，给出单兵巡飞武器虚拟训练系统的总体设计方案与分系统设计方案。然后对巡飞武器的发射过程进行动力学仿真分析与试验对标，对其动力特性进行仿真验证。再进行虚拟现实系统的详细设计，采用C/S架构，建立UML模型，基于.NET、3dmax与Unity3D系统开发环境完成模块的集成;最后建立虚拟训练场，对场景中的元素进行精细建模提高前端展现效果，使用SqlServer技术构建了数据库实现对仿真数据的存储与调用;通过Unityscript语言编写飞行控制代码，通过外部控制器对单兵巡飞武器进行人工控制，实现从发射至摧毁目标全过程的虚拟训练视景仿真。 本文工作拓展了仿真技术在轻武器行业的应用范围，可以为后续其他产品的研制提供新的技术应用思路。

目录

声明

摘要

1绪论

1．1项目背景和意义

1．2国内外研究现状

1．2．1单兵巡飞武器国内外发展现状

1．2．2虚拟样机技术国内外发展现状

1．2．3虚拟现实技术国内外发展现状

1．3论文主要研究内容简介

2系统总体方案设计

2．1系统介绍

2．1．1系统需求分析

2．1．2系统设计原则与目标

2．2载荷分析

2．3总体方案

2．3．1总体架构设计

2．3．2总体工作流程设计

2．4分系统方案

2．4．1动力学仿真方案设计

2．4．2虚拟现实仿真方案设计

2．5本章小结

3单兵巡飞武器发射系统的动力学仿真与试验分析

3．1引言

3．2单兵巡飞武器动力学模型的建立

3．2．1发射系统实体模型的建立

3．2．2模型的简化和假设

3．2．3模型约束的添加

3．2．4载荷的添加

3．3试验对标

3．4本章小结

4单兵巡飞武器虚拟训练系统详细设计

4．1理论基础

4．1．1引言

4．1．2虚拟现实系统的概念

4．1．3虚拟现实的本质

4．1．4虚拟现实系统的基本特征

4．1．5桌面虚拟现实系统

4．2软件UML设计

4．2．1业务功能模块结构设计

4．2．2模块用例图及用例描述

4．2．3界面设计

4．2．4 UML建模

4．3程序流程设计

4．3．1主程序流程设计

4．3．2子程序流程设计

4．4系统模块的实现

4．4．1虚拟现实显示模块的实现

4．4．2仿真数据库模块的实现

4．4．3飞行控制模块的实现

5仿真实验结果及分析

5．1实验目的及过程

5．2测试仿真结果

5．2．1虚拟系统场景与仿真过程的实现结果

5．2．2虚拟系统任务仿真与实物样机测试结果对标

5．3测试结论

6结论与展望

6．1结论

6．2展望

致谢

参考文献