飞行模拟器分队战术仿真中视景图像抖动研究
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（ＮａｖａｌＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅＱｉｎｇｄａｏＢｒａｎｃｈ，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６０４１，Ｃｈｉｎａ） 犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｗｈｅｎｃａｒｒｙｉｎｇｏｎｔｈｅｔｒａｉｎｉｎｇｏｆｅｌｅｍｅｎｔｔａｃｔｉｃｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｌｉｇｈｔｓｉｍｕｌａｔｏｒｓｙｓｔｅｍ，ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｉｍａｇｅｊｉｔｔｅ ｒｉｎｇｏｃｃｕｒｒｅｄｗｈｉｌｅｗａｔｃｈｉｎｇｒｅｍｏｔｅｓｉｍｕｌａｔｏｒｆｒｏｍｌｏｃａｌｓｉｍｕｌａｔｏｒｖｉｒｔｕａｌｓｃｅｎｅ．Ｉｔｂａｄｌｙａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｉｍｍｅｒｓｉｏｎｓｅｎｓｅｏｆｖｉｒｔｕａｌｓｉｍｕ ｌａｔｉｏｎ．Ｆｉｒｓｔｌｙｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｓｃｅｎｅｉｍａｇｅｊｉｔｔｅｒｉｎｇｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｒａｉｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｉｎ ｔｅｒｎａｌｒｅａｓｏｎｉｓａｎａｌｙｚｅｄ，ｐｏｉｎｔｉｎｇｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｊｏｉｎｔｌｙｅｆｆｅｃｔｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆｔｈｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｇｒａｄｉｎｇｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｄｅｌｓａｎｄ ｔｈｅｒａｎｄｏｍｎｅｓｓｏｆｎｅｔｄｅｌａｙｓｒｅｓｕｌｔｉｎｔｉｍｅ－ｓｐａｃｅｉｎｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｓｙｓｔｅｍ ｗｈｉｃｈｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｊｉｔｔｅｒｉｎｇｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｄａｔａ．ｗｈｅｎｔｈｅａｖｅｒａｇｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｊｉｔｔｅｒｉｎｇｄａｔａｅｘｃｅｅｄｓｓｏｍｅｖａｌｕｅｄｅｆｉｎｅｄａｓｔｈｒｅｓｈｏｌｄｖａｌｕｅ，ｔｈｅ ｊｉｔｔｅｒｉｎｇｄａｔａｉｓｓｈｏｗｅｄａｓｔｈｅｖｉｓｕａｌｊｉｔｔｅｒｉｎｇｏｆｖｉｒｔｕａｌｓｃｅｎｅ．Ｂａｓｅｄａｂｏｖｅａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｏｆｅｎｔｉｔｉｅｓ ａｎｄｔｈｅｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｓｍｅａｓｕｒｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｗａｙｏｆｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｉｍａｇｅｊｉｔｔｅｒｉｎｇｉｓｒｅａｓｏｎｅｄ．Ｌａｓｔｌｙｔｈｅｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｉｍ ａｇｅｊｉｔｔｅｒｉｎｇｏｆｖｉｒｔｕａｌｓｃｅｎｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｄｉｔｓｖａｌｉｄａｔｉｏｎｉｓｐｒｏｖｅｄ． 犓犲狔狑狅狉犱狊：ｆｌｉｇｈｔｓｉｍｕｌａｔｏｒ；ｉｍａｇｅｊｉｔｔｅｒｉｎｇｏｆｖｉｒｔｕａｌｓｃｅｎｅ；ｔｉｍｅ－ｓｐａｃｅｉｎｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ；ｄａｔａｓｍｏｏｔｈｉｎｇ；ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｍｏｖｉｎｇａｖｅｒ ａｇｅｆｉｌｔｅｒｉｎｇ
收 稿 日 期 ：２０１８ ０３ １６； 修 回 日 期 ：２０１８ ０４ １３。 专 利 名 称 ：一 种 消 除 联 网 飞 行 仿 真 中 视 景 图 像 抖 动 的 方 法 （２０１７１０１８７４１４．３）。 作 者 简 介 ：曹 建 平（１９８４ ），男 ，内 蒙 古 通 辽 市 人 ，硕 士 研 究 生 ， 工 程 师 ，主 要 从 事 分 布 式 仿 真 、并 行 程 序 设 计 方 向 的 研 究 。
０ 引 言
在海军 “走 向 深 蓝” 战 略 指 引 下， 依 托 模 拟 器 开 展 飞 行仿真训练已成为部队不可或缺的训练手段，部队需求也 从体验式、程序性操作训练上升到战术层面协同作战训练， 迫切要求通过模拟器这种相对廉价的训练方式使人员更高 效的掌握战法，以快速提升我军战斗力。在此背景下，多 模拟器在复杂电磁环境下联网对抗训练已经成为飞行仿真 的重要方向。飞行仿真中，视景系统是一个关键组成部分， 直接影响着飞行仿真系统的整体逼真性和任务覆盖率，逼 真的视景环境可以使飞行员感受到更真实的战场环境。视
关 键 词 不 一 致 ；数 据 平 滑 ；加 权 滑 动 平 均 滤 波
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ＣａｏＪｉａｎｐｉｎｇ，ＺｈｕＧｕｏｔａｏ，ＺｈｏｕＸｉｕｚｈｉ，ＺｈａｎｇＢｉｎｇ，Ｈｕ Ｗｅｎｔｉｎｇ
飞行模拟器分队战术仿真中视景 图像抖动研究
曹建平，朱国涛，周秀芝，张 兵，胡文婷
（海军航空大学 青岛校区，山东 青岛 ２６６０４１）
摘要：基于某型战斗机飞行模拟器系统进行分队战术对抗模拟训练时，发现从本地模拟器视景中观察邻近的远程模拟器时被 观察的实体会出现图像抖动现象，严重影响了虚拟仿真的沉浸感；首先介绍了该仿真训练系统及出现的视景图像抖动现象；接着 分析了内在原因，指出模型仿真粒度的差异性和网络延迟的随机性共同作用会导致分布式系统中的不同节点出现时空不一致，该 现象进一步导致了节点间仿真数据相对值出现高频抖动，当抖动平均幅值超过阈值时会在视景中表现为视觉上的图像抖动，测量 了抖动阈值和实体间相对距离的关系，并论证了对相对数值进行平滑是消除视景抖动的正确途径；最后提出了基于加权滑动平均 滤波的视景图像抖动消除方法并验证了其有效性。
景系统基于虚拟现实技术实现，提供一个基于真实模型的 地形地貌，以及影响武器效能的自然环境，演示各武器分 系统的仿真结果，表现战场敌我双方的对抗场面。在完成 某型战斗机分队级战术仿真开发过程中，发现多台模拟器 进行联网编队或对抗仿真时，在本地模拟器视景中观察远 程模拟器时，当距离很近时会发现邻近对象会出现不规则 图像抖动现象，严重影响了仿真效果，丧失了沉浸感和逼 真度，很难达到训练要求。
· １９６ ·
计 算 机 测 量 与 控 制 ．２０１８．２６（１０） 犆狅犿狆狌狋犲狉 犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋 牔 犆狅狀狋狉狅犾
设计与应用
文章编号：１６７１ ４５９８（２０１８）１０ ０１９６ ０５ ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０１８．１０．０４３ 中图分类号：ＴＰ３９３．１ 文献标识码：Ａ
收 稿 日 期 ：２０１８ ０３ １６； 修 回 日 期 ：２０１８ ０４ １３。 专 利 名 称 ：一 种 消 除 联 网 飞 行 仿 真 中 视 景 图 像 抖 动 的 方 法 （２０１７１０１８７４１４．３）。 作 者 简 介 ：曹 建 平（１９８４ ），男 ，内 蒙 古 通 辽 市 人 ，硕 士 研 究 生 ， 工 程 师 ，主 要 从 事 分 布 式 仿 真 、并 行 程 序 设 计 方 向 的 研 究 。
０ 引 言
在海军 “走 向 深 蓝” 战 略 指 引 下， 依 托 模 拟 器 开 展 飞 行仿真训练已成为部队不可或缺的训练手段，部队需求也 从体验式、程序性操作训练上升到战术层面协同作战训练， 迫切要求通过模拟器这种相对廉价的训练方式使人员更高 效的掌握战法，以快速提升我军战斗力。在此背景下，多 模拟器在复杂电磁环境下联网对抗训练已经成为飞行仿真 的重要方向。飞行仿真中，视景系统是一个关键组成部分， 直接影响着飞行仿真系统的整体逼真性和任务覆盖率，逼 真的视景环境可以使飞行员感受到更真实的战场环境。视
关 键 词 不 一 致 ；数 据 平 滑 ；加 权 滑 动 平 均 滤 波
犛狋狌犱狔狅狀犐犿犪犵犲犑犻狋狋犲狉犻狀犵狅犳犞犻狉狋狌犪犾犛犮犲狀犲 犻狀犛犻犿狌犾犪狋犻狅狀犛狔狊狋犲犿犳狅狉犈犾犲犿犲狀狋犜犪犮狋犻犮狊犜狉犪犻狀犻狀犵
ＣａｏＪｉａｎｐｉｎｇ，ＺｈｕＧｕｏｔａｏ，ＺｈｏｕＸｉｕｚｈｉ，ＺｈａｎｇＢｉｎｇ，Ｈｕ Ｗｅｎｔｉｎｇ
飞行模拟器分队战术仿真中视景 图像抖动研究
曹建平，朱国涛，周秀芝，张 兵，胡文婷
（海军航空大学 青岛校区，山东 青岛 ２６６０４１）
摘要：基于某型战斗机飞行模拟器系统进行分队战术对抗模拟训练时，发现从本地模拟器视景中观察邻近的远程模拟器时被 观察的实体会出现图像抖动现象，严重影响了虚拟仿真的沉浸感；首先介绍了该仿真训练系统及出现的视景图像抖动现象；接着 分析了内在原因，指出模型仿真粒度的差异性和网络延迟的随机性共同作用会导致分布式系统中的不同节点出现时空不一致，该 现象进一步导致了节点间仿真数据相对值出现高频抖动，当抖动平均幅值超过阈值时会在视景中表现为视觉上的图像抖动，测量 了抖动阈值和实体间相对距离的关系，并论证了对相对数值进行平滑是消除视景抖动的正确途径；最后提出了基于加权滑动平均 滤波的视景图像抖动消除方法并验证了其有效性。
景系统基于虚拟现实技术实现，提供一个基于真实模型的 地形地貌，以及影响武器效能的自然环境，演示各武器分 系统的仿真结果，表现战场敌我双方的对抗场面。在完成 某型战斗机分队级战术仿真开发过程中，发现多台模拟器 进行联网编队或对抗仿真时，在本地模拟器视景中观察远 程模拟器时，当距离很近时会发现邻近对象会出现不规则 图像抖动现象，严重影响了仿真效果，丧失了沉浸感和逼 真度，很难达到训练要求。
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计 算 机 测 量 与 控 制 ．２０１８．２６（１０） 犆狅犿狆狌狋犲狉 犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋 牔 犆狅狀狋狉狅犾
设计与应用
文章编号：１６７１ ４５９８（２０１８）１０ ０１９６ ０５ ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０１８．１０．０４３ 中图分类号：ＴＰ３９３．１ 文献标识码：Ａ