论文部分内容阅读
目前,微型无人直升机UAV(Unmanned Aerial Vehicle)已成为研究的热点之一,它在军事领域、电力线检查、地形勘探、搜寻和营救、电影特技拍摄等方面都有广泛的应用。微型无人直升机飞行控制系统是一个以计算机控制为基础的复杂系统,它涉及到系统建模、软件仿真、飞行控制、软硬件设计与集成等方面的问题。 本文主要研究了无人机自主飞行控制系统中无人机飞行监控系统的可视化技术。本文首先对可视化技术和仿真做了简要介绍。第二章和第三章阐述了计算机图形学和OpenGL原理及在Windows中使用OpenGL实现动画的方法。计算机图形学主要讲述图形学基本概念,三维图形的变换技术,包括各种坐标系及它们之间的转换,平移变换、投影变换等。通过对计算机图形学的研究,掌握三维动画的基础知识,才能对可视化仿真进行深入研究。OpenGL是一种三维动画开发工具,是本课题研究重点之一。在论文中论述了OpenGL的投影、纹理贴图等内容。第四章对常规的模型直升机的动力学模型进行了阐述。准确的直升机数学模型是模拟真实飞行的前提,而可视化仿真也是验证直升机数学模型的方法之一。第五章首先提出了地面监控平台系统组成,然后详细论述了模型直升机实体及基本场景的建模方法,网络通讯,多线程技术,视角变换等内容。采用多线程技术与Windows Sockets技术结合以提高系统的可靠性与实时性,用OpenGL等技术在VC编程环境下实时复现了微型无人直升机的飞行状态。通过无线网络接收机载传感器的数据,并建立相应的数据库。通过数据库中的历史数据可以再现飞行过程,进行离线分析,检验控制算法等。通过系统联调,证明监控平台的有效性和实时性都达到了实用要求。