[发明专利]多模导航三维动态可视化仿真平台的构建方法

摘要

本发明公开一种多模导航三维动态可视化仿真平台的构建方法，本发明的具体步骤包括：在VC++和OSG三维渲染引擎环境下，基于MFC微软基础类库搭建人机交互平台，利用OSGEarth地形渲染工具包渲染三维数字地球场景及自然环境，利用三维建模软件建立飞机的三维模型和机场的虚拟仿真场景模型，并加载到三维数字地球场景中。获取飞行航线关键点数据，经处理得到插值航线点数据，用于驱动飞机飞行。在飞机飞行过程中，利用漫游器跟踪观察飞机，利用事件处理器更新飞机的飞行数据，并实时显示飞行数据。本发明具有易进行二次开发、实时高效的优点，提高了数据显示的实时效率。

主权项

1.一种多模导航三维动态可视化仿真平台的构建方法，包括如下步骤：(1)搭建人机交互平台：在VC++和OSG三维渲染引擎环境下，基于MFC微软基础类库搭建人机交互平台；(2)渲染三维数字地球场景及自然环境：(2a)在已搭建的人机交互平台上，利用OSGEarth地形渲染工具包，对三维数字地球场景进行渲染；(2b)在已搭建的人机交互平台上，利用OSGEarth地形渲染工具包，对太阳、月亮、星空场景以及云、雨、雪天气效果进行渲染；(3)获取飞行航线关键点数据：从国际民用航空组织ICAO统一的国际民航技术标准和国际航行规则中提取民用航空飞行航线的数据信息，并从中拣选航线关键点的经度、纬度、高度及飞行速度信息；所述的飞行航线关键点包括飞机滑跑、起飞、爬升、巡航、下降、进近、着陆和最后滑跑时的起始点；(4)从首个飞行航线关键点开始，依次取两个关键点，得到相邻三个关键点；(5)判断相邻三个关键点的位置是否在同一条直线上，若是，则执行步骤(6)，否则，执行步骤(7)；(6)等距插值处理：(6a)对飞行航线关键点中相邻三个关键点中的前两个关键点进行直线连接，得到前两个关键点间的线段；(6b)在前两个关键点间的线段上，等距的插入多个点，得到插值航线点；(7)拐角平滑处理：(7a)依次连接飞行航线关键点中相邻三个关键点；(7b)在飞行航线关键点中相邻三个关键点的第二个关键点前后相距等长度的位置处分别插入一个点，得到两个插入点；(7c)以两个插入点为切点作垂线，相交得到交点；(7d)以交点为圆心绘制两插入点间的圆弧曲线；(7e)在两插入点间的圆弧曲线上，等弧度的插入多个点，得到插值航线点；(8)判断所有相邻的飞行航线关键点间是否都已得到插值航线点，若是，则执行步骤(10)，否则，执行步骤(9)；(9)从上一次所选的飞行航线关键点的第二个关键点开始，依次取两个关键点，得到相邻三个关键点后，执行步骤(5)；(10)建立模型：利用三维动画渲染制作软件3DS MAX和三维虚拟仿真建模软件Multigen Creator，建立飞机的三维模型和机场的虚拟仿真场景模型；(11)加载模型：(11a)在三维数字地球场景中，加载机场的虚拟仿真场景模型，所加载的模型覆盖三维数字地球场景中已渲染生成的机场地形和影像；(11b)将飞机的三维模型加载到飞行航线起始点处，调整飞机机身水平，机头朝向飞行航线方向；(11c)对机场的虚拟仿真场景模型位置进行调整，使飞机的三维模型位于虚拟仿真场景模型中的飞行跑道起始端，飞行航线平行于虚拟仿真场景模型中的飞行跑道平面；(12)驱动飞机飞行：(12a)根据飞机完成一次飞行过程所需要经过的阶段，从插值航线点中提取与各个阶段对应的航线点；(12b)创建多个驱动文件，分别存储不同飞行阶段的航线点以及飞机完成一次飞行任务的航线点；(12c)将飞机完成一次飞行过程的驱动文件设置为初始的驱动文件，驱动飞机飞行；(12d)在进行飞行过程阶段性仿真时，打开并读入对应的飞行阶段的驱动文件，驱动飞机飞行；(13)漫游器跟踪观察飞机：在启动飞机飞行时，将漫游器的跟踪对象设置为飞机的三维模型对象，实现飞机飞行过程的实时跟踪观察；(14)显示俯视缩略图：在飞行仿真场景中创建新的视口，显示飞行仿真场景的俯视缩略图；(15)显示飞行数据：在屏幕每一帧的刷新过程中，利用事件处理器更新飞机的飞行数据，并实时显示飞行数据。