基于Unity3D的扑翼飞行器的群体队列算法实现

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近些年,伴随着虚拟仿真技术的飞速发展以及国内外大量的研究机构与各大高校对扑翼飞行器的深入研究,二者的结合即扑翼飞行器的虚拟仿真研究也进入了全新的时代。在一些特定的环境下,扑翼飞行器群体功能的研究也一直为人所关注。因此将虚拟仿真技术应用在扑翼飞行器的研究上就有着极大的意义和前景。本文将以Unity3D为开发平台,使用C#语言做为开发语言,针对扑翼飞行器单体以及群体在实际任务中的功能进行算法的开发与实现,并搭建相应场景进行实验验证。(1)针对扑翼飞行器执行任务时的功能要求,分析研究其所需要的场景,分别构建现代城市场景用于完成单体寻路功能、搭建海岛场景完成扑翼飞行器的群体潜入侦查功能。根据不同场景的特点,建立各场景所需的模型,通过地形绘制、纹理材质、天空盒、灯光渲染等实现场景的地貌、天气与光照,从而完成场景的搭建。(2)对扑翼飞行器的主要结构进行设计并计算相关参数,建立扑翼飞行器三维模型,并在Unity3D中使用脚本控制各部件运动以完成其扑翼扑动的仿真。通过现代城市以寻路为主的需求,确定扑翼飞行器需要自主寻路的功能算法,通过寻路算法的对比选择Navmesh算法,编写脚本,使用脚本以及Unity3D引擎的组件实现自主寻路的功能。(3)基于扑翼飞行器群体在海岛场景的潜入侦查的功能需求,对路径规划以及任务分配两项进行算法开发,使用A*算法进行路径规划,同时对算法做出了从单向寻址变为双向同时寻址的改动,选用匈牙利算法做为任务分配的算法。最终在场景内完成多个扑翼飞行器的进岛侦查的功能,验证算法的准确性。本文使用Unity3D引擎的虚拟现实技术,完成了扑翼飞行器在不同场景下的虚拟仿真,改变了以往对机械产品或者算法进行仿真时只能以数字和曲线表达的情况,加入了对于感官方面的仿真,使其更加真实。
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