基于設計模式的多無人機地面站視景仿真系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、無人機地面站視景系統(tǒng)用三維圖像顯示飛行數(shù)據(jù)，使觀察者能對無人機飛行狀態(tài)做直觀判斷。無人機視景仿真則可以利用仿真驗證航跡規(guī)劃算法以及飛行方案，節(jié)約成本。在當今計算機多核化發(fā)展迅猛，同時無人機作戰(zhàn)日益向編隊作戰(zhàn)發(fā)展的情況下，視景系統(tǒng)應該架構(gòu)在多核平臺下，并且能支持多無人機的顯示。借助設計模式以及.NET平臺對多核并行編程的簡化，本文基于EV-Globe平臺設計并且實現(xiàn)了一套無人機視景仿真系統(tǒng)軟件。
　　系統(tǒng)軟件實現(xiàn)所需解決的主要幾個問

2、題有：
　　1.視景的驅(qū)動。為了驅(qū)動三維引擎，需結(jié)合EV-Globe平臺研究視景開發(fā)有關的3D理論及渲染基礎，包括三維坐標系統(tǒng)以及模型矩陣的基本轉(zhuǎn)換，三維引擎渲染流水線，還有視景所驅(qū)動的模型結(jié)構(gòu)等。
　　2.多核架構(gòu)下驅(qū)動多無人機。為了完成程序并行架構(gòu)，可以利用.Net與設計模式對并行問題進行簡化。研究了設計模式，引入并行編程模式語言的線性設計空間；研究了多核與多線程的相關理論，以及.Net中的TPL相關編程技術。
　

3、　3.視景的功能實現(xiàn)。在分析了功能需求后，共設計并且實現(xiàn)了7個功能模塊，分別是模型自主加載模塊、數(shù)據(jù)同步模塊、模型控制模塊、多核并行模塊、虛擬儀表模塊、分屏模塊還有航跡顯示模塊。
　　設計過程中，從系統(tǒng)的分層架構(gòu)、物理架構(gòu)、交互界面架構(gòu)以及模塊方案等方面對系統(tǒng)總體進行全面設計。在相關理論支持下，利用C++/.Net平臺編程語言，D3D圖形接口以及相關技術對各大模塊進行具體設計。結(jié)合基于XML的系統(tǒng)拓展技術設計完成了模型自主加載模塊

4、，結(jié)合基于實時時鐘和分布式隊列緩存的仿真數(shù)據(jù)同步技術和基于DLL調(diào)用的跨語言數(shù)據(jù)接收等技術完成了數(shù)據(jù)同步模塊設計，利用回調(diào)機制以及EV-Globe相關API設計完成了模型控制模塊。
　　最終在PC機上，設計并且初步實現(xiàn)了支持多無人機的視景仿真系統(tǒng)，該軟件中不僅集成了傳統(tǒng)視景需要的基本功能如飛行控制，虛擬儀表，航跡顯示等，還設計了諸如自由自主加載模型、分屏窗口、視角自由切換等有特色的功能，帶給使用者新的功能體驗。視景系統(tǒng)達到很高的幀