关于某坦克火控系统的仿真分析

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基于某型坦克的特性,针对其火控系统的仿真进行了分析,重点通过分析坦克火控系统特点与坦克火炮运动特点,明确仿真思路,并通过RV引擎、LOD技术等构建实体坦克模型,赋予模型真实物理特性,进而通过设计相应的程序来实现仿真模拟。
装甲装备价格高昂,操作复杂程度高,电子化特征明显,从装备维护的角度来讲,实装训练的实施难度和成本都比较高。但装甲分队要形成战斗力,必须要使装甲兵上手操作才能提高军事技能。因此模拟训练成为军队训练的重要组成部分,目前我国也研制了很多用于装甲部队训练的模拟仿真系统,各有特,本文基于某坦克火控系统的仿真进行分析,以便为装甲部队仿真模拟训练方式的更新换代,提供一些参考。
天门实验初级中学1  坦克火控系统
在上反稳瞄准系统的支持下,我国现有坦克火控系统,实现了瞄准线独立稳定,可拓展为自动跟踪火控系统,在上反稳像瞄准系统下,坦克车组成员中的炮长通过操作台上的陀螺仪操控装置直接控制瞄准线的空间位置,坦克炮由陀螺仪控制随瞄准线进行运动,利用测距按钮,坦克炮上加装的激光测距仪测算目标距离,同时风、耳轴、目标角速度等传感器同时运作,测算目标状态,并炮长利用控制面板设置弹种、药温等,计算机开始跟随测算目标数据变化,循环计算射击诸元,并控制火炮运动调整瞄准角度和提前量,当火炮与预定射击位置高低向与防卫相偏差同时小于射击门限,计算机给出允许射击信号,按下击发按钮,火炮击发。
显然目前坦克火控系统还相对复杂,要对其进行仿真,有一定难度,而为了降低装甲训练成本,提高军事能力,进行仿真模拟训练是比较理想的方式,因此对坦克火控系统进行仿真,设计仿真系统,便于模拟训练。可考虑从两个层面去设计,一是实体建模,对坦克进行实体建模,并赋予实体火控系统操作对象,比如瞄准镜视场、火炮、弹药、击发系统等,其次对实体各部件进行运动和功能定义,使其具备与真实坦克火控系统操作的沉浸感。二是要对目标进行随机处理,加载环境参数,目标运动状态参数等。
2  坦克装备实体建模
2.1  实体建模
实体模型必须要精细真实,才能让参训者产生沉浸感,进而与实体模型进行交互,这是实现火控系统操作训练的基础。为了实现实体建模,采取与北约采用的VBS3系统相同类型的RV分布式仿真引擎来进行模型构建。该引擎自带实体建模套装软件,可方便进行专业建模,利用LOD技术,为实体模型提供不同细节程度的模型对象,从而满足不同视点变化的要求,加上纹理映射、碰撞检测,对模型进行渲染,就可以建立较为真实视觉效果的实体模型。
为了方便对实体模型的管理,采取模块化结构设计方法,基于真实坦克车辆,按照逻辑以及空间位置将坦克结构进行分解,设计不同的模块,以此提高建模效率以及可管理性。具体划分可参考炮塔、炮管、火控、车体等模块。
为了保证模型数据库多边形利用率,通过细节层来显示模型不同细节层次,在LOD技术的应用中,利用栅格网格的方法来设计不同层次的LOD。原理是赋予模型对象一个包围它的三维参考网格,并利用网格来定义LOD定点,建立层次化的LOD模型。
利用纹理映射,即将三维实体模型加上材质后展开成二维平面图形,并在该平面图形上绘制贴图,利用软件带有的纹理映射工具将贴图和材质结合,进而实现逼真的模型效果,包含坦克车实体模型贴图映射和场景模型贴图映射。通过软件带有的光源工具,在场景中加上光源,并进行渲染即可得到真实
的实体模型场景。还需要将坦克车内成员的视点对应至模型相应位置。利用骨骼系统赋予模型动作能力,通过设定各部件比如履带、炮塔、炮管等的动作参数。并通过映射关系来实现对模型操作动作的反应,炮长视点与模型随动关系,火炮运动规律等。实验语音学
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对实体模型的建立,实际上可以参考三维模型制作与动画制作,方法相似。实体模型与人之间的交互式操作,则主要通过程序设计来实现,通过内嵌式系统来控制模型与人的交互,当人利用内嵌式系统提供的操作面板进行操作时,程序操控模型做相应动作,进而实现模型随动。
2.2  碰撞测试
模型建立后,要对其进行检测,避免出现BUG,比如穿模、腾空飞行等,为此需要赋予模型物理特性,用三维动画设计来说就是赋予模型刚体。然后进行碰撞检测。因为是为坦克火控进行仿真,就需要模型在物理层面上的表现尽可能真实,坦克不可能上房,但是却可以将房屋撞破,因此,两个模型之间的物理特性就有了差别,就必须要通过两个多边形模型求交来实现物理碰撞效果,此处为了保证真实性,就需要实时地实现两个模型刚体之间的求交,相应的算法就必须要高级,以满足实时性要求。可利用轴向包围盒算法来进行模型碰撞检测,也就是赋予刚体,刚体形状为长方体,将
弗洛伊德关于某坦克火控系统的仿真分析
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本文发布于:2024-09-23 22:31:39,感谢您对本站的认可!

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