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基于Unity的多目标模拟器的研究与设计实现
| 论文题名： | 基于Unity的多目标模拟器的研究与设计实现 |
| 关键词： | 多目标模拟器;运动控制;电子海图;三维引擎工具;CAN总线 |
| 摘要： | 海图作业标绘系统是舰船航海作业与作战系统的重要设备，该设备具有辅助完成战术机动计算、目标要素计算、战场态势显示、航迹记录等功能。在进行舰船航迹运动规划或者作战模拟时，需要目标模拟器为标绘台提供一些目标位置、航向、航速等航行信息。传统的目标模拟器，大多只能对于目标信息进行设定与传输，无法直观、准确地描述本舰和其它目标的位置关系、实时控制多目标不同的航迹运动。 本课题针对这个问题，通过分析三维可视化中的重要因素，研究多目标的运动控制，为电子海图标绘系统设计一个可视化多目标模拟器。在整个模拟系统中，利用三维引擎工具Unity设计模拟器主体部分，将生成的目标信息通过 CAN总线以报文的形式传输给电子海图标绘台。 论文首先介绍了课题的研究背景和国内外可视化技术的发展状况，对比分析我国可视化技术存在的不足。然后通过对海图标绘台的结构原理的学习，对三维可视化与CAN总线技术的研究，确定相关应用技术与软件的选择，最终提出多目标模拟器的总体设计方案。 接下来，本文通过三大部分来完成模拟器的主题设计。在三维可视化的设计部分，模型建立上选择用3DS MAX来对三维舰船目标与三维真实地形进行建模，再导入Unity中进行调用。为了更好地展示屏幕位置与实际地理位置之间的关系，选用墨卡托投影方法进行坐标转换。在信息显示部分，除了舰船参数信息与经纬度、航速等基本的航行信息，还有敌方威胁度可视化来提供战场态势信息。在目标运动控制的设计部分，三维目标模型有两种运动模式，既可以按照一些基本模型进行运动模拟，也可以通过人机交互输入路径节点进行航迹规划运动，两种运动方式可以随时切换。在信息通信的部分，本文采用网络通信与CAN总线通信相结合的方法完成多目标模拟器的通信模块设计。多个模拟器之间以C\S的结构形式构建系统网络，在C＃中通过socket完成多人联网设置与可靠信息传输；模拟器与标绘台之间采用 CAN总线通信的方式，由 Unity的服务器端将所需的目标信息以报文形式发送给标绘台。 最后，根据海图标绘的操作需求，对模拟器的人机交互界面进行设计，完成三维可视化多目标模拟器的最终实现，并对其功能进行运行检测。整个检测过程以图文结合的形式先后验证了模拟器的登录、军事目标的建立、军事目标的控制、态势显示以及信息通信各个部分功能的基本实现。最终的检测结果表明，模拟器总体上实现了设计要求。 |
| 作者： | 金诗宇 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 周卫东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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