[发明专利]虚拟战场环境不同要素相互耦合的仿真建模方法及系统

说明书

本发明公开了一种虚拟战场环境不同要素相互耦合的仿真建模方法及系统，首先在虚拟地理环境中构建地表含水量数学模型，根据虚拟地理环境中不同地表分别设置干圆锥指数、湿圆锥指数；再根据不同地表含水量的不同，构建地表含水量与地面圆锥指数数学模型；根据装备类型的不同，设置仿真装备圆锥指数；最后将将装备在虚拟战场环境中的不同地表、气象条件下的速度变化关系，将虚拟战场环境中的虚拟气象、虚拟地理环境、仿真装备三部分构造成相互耦合的统一整体，提高了虚拟战场仿真的逼真性。

技术领域

本发明属于虚拟战场仿真技术领域，特别是一种虚拟战场环境不同要素相互耦合的仿真建模方法及系统。

背景技术

随着计算机技术的发展，利用计算机网络模拟战场环境进行对抗已越来越受到各国军方的关注。虚拟战场环境的逼真度，不仅强调构成要素的完整性，同时还强调不同要素间的关联性。保证高逼真的虚拟战场环境的同时构建仿真装备、虚拟气象环境、虚拟地理环境之间的动态的影响关系，是虚拟战场环境仿真研究过程的一项重要工作。

目前虚拟战场环境的构建通过拍照及材质库贴图进行处理得到纹理数据，数据采集完成后进行初步处理，去掉不正确的和冗余的数据，进行数据转换和裁剪，把纹理图片转换为Creator软件支持的RGBA文件；最后利用Creator软件建立相关模型构建虚拟地理环境；虚拟气象环境通过采集仿真对象区域的气象数据，并在虚拟仿真引擎中进行视觉效果的渲染；仿真装备，通过设计图纸和真实装备的实体外观，进行3DMax创建；因此，气象、仿真模型、虚拟地形三者之间是独立制作的，并没有考虑三者之间的耦合影响关系，在统一的虚拟战场环境中，会带来气象无法改变地表、无法影响仿真装备战术机动等虚拟战场环境仿真逼真度不高的问题。

构建虚拟气象仿真环境、虚拟地理环境、仿真装备组成的虚拟战场环境，用于战术的仿真对抗训练，关键问题在于如何实现三个相互独立的要素之间可以相互关联，可以实现与实际战场条件相一致气象、土质对不同装备的战术影响关系。此外，同一地表随着雨水、积雪融化的时间增长，地表会变得松软，装备通过性会逐渐变差，并且履带装备的机动优势会逐渐显现；随着阳光的照射，地表会变得坚硬，轮式装备的高速特性会逐渐显现，不应该单一的定义何种装备机动性强，同时也不能因为地表变化，突然使装备速度变化，而没有过度性。此问题的解决事关虚拟环境构建是否逼真，装备机动方案的选择是否有训练意义，气象的干扰要素能否实现对战斗的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种虚拟战场环境不同要素相互耦合的仿真建模方法及系统，将虚拟战场环境中的虚拟气象、虚拟地理环境、仿真装备三部分构造成相互耦合的统一整体，以提高虚拟战场仿真的逼真性。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种虚拟战场环境不同要素相互耦合的仿真建模方法，包括以下步骤：

步骤1、由虚拟地理环境构建地面含水量数学模型；

步骤2、虚拟地理环境根据不同的地表土质特性分别设置干圆锥指数与湿圆锥指数；

步骤3、虚拟地理环境根据不同地表含水量，构建地面圆锥指数数学模型；

步骤4、完成虚拟气象环境到虚拟地理环境的映射关系数学模型；

步骤5、设置车辆圆锥指数；

步骤6、按照车辆在不同地表通过性的可通过性，构建虚拟地理环境到虚拟作战装备的映射关系数学模型，得到车辆在不同地表的通过速度。

一种虚拟战场环境不同要素相互耦合的仿真建模系统，包括参数输入单元、含水量计算单元、地面圆锥指数计算单元、车辆通过速度计算单元；