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基于HLA的三维视景仿真系统设计与实现
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基于HLA的三维视景仿真系统设计与实现

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  摘要:本文给出了一个基于HLA的三维视景仿真系统设计与实现的方法,具体描述了系统设计要求、体系结构、以及与其它仿真系统的HLA接口。

  关键词:HLA;三维视景仿真系统:SOM;分布交互式仿真

金沙9159游艺场   1系统应用需求

金沙9159游艺场   三维视景仿真可以很好地应用于军事、公安、水利、农业、林业,城市规划和设计领域等领域。在军事领域可以用于三维地形仿真、电子沙盘、支持精确制导武器的地形匹配:可以用于战场分析,进行战场地形各类作战计算,如通行、通视、制高点分析;用于模拟训练,可以实现实时立体的战场态势显示,并可形象展示火力打击效果等。在公安领域可以用于建立3D城市交通网和3D城市消防系统,支持对交通和消防的有效管理。在水利、农业、林业方面,可以利用三维可视化技术对水情、作物生长等进行分析或进行洪水淹没分析。在城市规划和设计方面,可以利用构建的虚拟城市进行分析与研究,避免因考虑不足而带来难以挽回的损失。

  基于HLA的三维视景仿真能够很好地应用于网络环境。随着计算机网络的广泛应用,三维视景仿真需要对网络环境有很好的支持。在作战仿真领域,美国军方领导下的高层体系结构HLA应运而生。基于HLA的三维视景仿真系统通过对地形、城市、海域等空间对象进行三维建模,在网络环境下按照标准接口规范可以实现可视化的仿真推演,为用户提供直观、生动的信息服务。

金沙9159游艺场   2系统功能设计

  2 .1支持三维视景仿真

  开发的三维视景仿真系统,从设计上能够满足对众多地理空间数据格式和类型的支持,对大地形能够进行三维渲染和显示,具有灵活友好的人机用户接口,并采用面向对象的c++程序设计方法,其开发过程是一个复杂的软件系统工程。

  2采用HLA仿真体系结构

  高层体系结构川.A是新一代仿真系统的标准,本系统也将采用HI.A接口来实现和仿真系统的互连。基于HLA的三维视景仿真系统将设计成整个系统仿真联邦中的一个三维可视化显示的联邦成员,以实现互操作与可重用。

  2 .3支持对动态目标的三维显示和管理

  本系统应基于实时交互的仿真系统。典型情况是在所显示的大地形上展示整个仿真过程中仿真实体的位置、状态,以及仿真实体之间的相互关系。因此,在系统设计上,系统必须能够快速、有效地显示和管理动态目标,能够对尽可能多的动态目标提供支持,能够更加生动表达动态目标之间的互连关系等。

  3基于HLA的三维视景仿真系统结构设计

金沙9159游艺场   为提高各种仿真资源的可重用性及互操作性,美国国防部制定了一个建模和仿真用的公共技术框架。其中包括一个高层体系结构(HLA),一个任务空间概念模型和一个通用数据标准,并要求到2002年新建仿真系统均需符合该框架要求,否则不能得到财政支持,也不准使用。因此,我们设计的三维视景仿真系统可作为大型仿真系统的一个联邦成员,充当三维观察器的作用。图I是一个基于HLA的通用仿真系统的设计思想。

 

 

 

 

 

  通用仿真系统作为一个联邦,包含剧情发生器成员、观察器成员(包括二维、三维)和其它各仿真成员。剧情发生器成员用于描述仿真系统的具体实验活动,它通过基础数据库为其它各仿真成员(包括观察器成员提供仿真脚本、仿真环境等数据作为仿真背景,用户可以自行设置剧情,通过不同的剧情设置,来完成具体的仿真任务。三维观察器用于监控仿真进程,并将各仿真成员的仿真结果进行形象直观地显示,弥补了以往二维观察器显示效果的不足。HLA接口规范以服务的方式定义了联邦中联邦成员进行信息交互的方式,包括可调用的服务和应提供的回调服务,分为联邦管理、声明管理、对象管理、所有权管理、时间管理和数据分布管理六类服务。RTI是HLA接口规范的具体实现,它是联邦中各个联邦成员进行交互的基础。

  4三维视景仿真系统的设计与实现

  4.1系统体系结构设计

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