海战场视景实时生成技术研究

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计算机视觉技术在海洋监测中的应用案例分享

计算机视觉技术在海洋监测中的应用案例分享近年来，计算机视觉技术在海洋监测中的应用越来越广泛。

随着科技的发展和计算能力的提升，计算机视觉技术的应用已经超出了人们的想象。

本文将介绍一些在海洋监测中应用计算机视觉技术的成功案例，展示了其在海洋领域的巨大潜力。

首先，计算机视觉技术在海洋生物调查中起到了重要作用。

传统的海洋生物调查通常需要人工采集和分析样本，费时费力。

而有了计算机视觉技术，可以通过图像识别和分析来快速、准确地识别和计数海洋生物。

例如，研究人员利用计算机视觉技术开发了一种可以实时识别鲨鱼的系统。

该系统利用摄像头对海洋进行实时监测，通过计算机视觉算法对海洋中出现的鲨鱼进行自动识别和计数。

这大大提高了鲨鱼调查的效率和准确性，帮助研究人员更好地了解鲨鱼的栖息地和分布情况，为保护鲨鱼资源提供了有力的支持。

其次，计算机视觉技术在海洋环境监测和污染物检测中也发挥了重要的作用。

海洋环境监测需要对大量的海洋图像进行处理和分析，以了解海洋的生态系统状况和环境污染情况。

利用计算机视觉技术，可以自动识别海洋中的各类生物和物质，并对环境污染进行监测和预警。

例如，有研究人员开发了一种基于图像识别的海洋垃圾监测系统，该系统能够自动识别和计数海洋中的垃圾，并实时报警。

这种技术的应用可以帮助管理者及时发现和清理海洋中的垃圾，保护海洋生态环境的健康。

此外，计算机视觉技术在海洋资源勘探和海底地质调查中也起到了关键作用。

传统的勘探和调查方法通常需要进行人工观察和测量，工作量庞大且效率低下。

而利用计算机视觉技术，可以通过处理海洋图像和视频数据来提取有用信息，快速评估海洋资源和地质特征。

比如，在海底矿产资源勘探中，计算机视觉技术可以识别和测量海底矿物，分析其分布和特征。

这些信息对于资源评估和开发规划具有重要意义，可以为海洋矿产资源的管理和利用提供科学依据。

最后，计算机视觉技术还广泛应用于海洋自动化设备和机器人的发展中。

海洋环境复杂且危险，对人类的生命安全和健康构成极大挑战。

海战场态势实时三维显示系统研究与实现

ｍｏｄ，ｓｅｅｓｏｅａｄｄｓｌｙｆｓｉｎｔｅｒａｅｃｍｐｔｇａｄｔｅｄｐｎｅｃｎｈｒｗｒ．ｄｃｎｃｐｎｉｐａａｈｏｏｄｃｅｓｏｕｉｈｅｅｄｎｙｏａｄａｅｎｎＫｅｒｓｅａｔ－ｅｄｓｔａｉｎ；３ｉｐａ；Ｖｅａｒａ・ｍｅｙｗｏｄ：ｓａｂｔｅｆｌｉｔｓＤｄｓｌｙｌ－ｉｕｏｇ；ｅ・ｌｔｉ
ＬＵＹ —ａｇＩｕｌｎ，ＸＩｅｚｉＨＥｎ — ｈｎｉＡＸｕ —ｈ，ＳＮＹｉｇｃｕ
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Ｊｎ０６ａ．２０
海战场态势实时三维显示系统研究与实现
刘玉亮，夏学知，沈迎春（武汉数字工程研究所，湖北武汉４０７）３０４
摘
（ｕ８６．ｅ ’ １１＠２３ｎｔｙ７）要：针对当前舰载指挥控制系统只能基于二维图形、图标显示战场态势的问题，出和开发了提
维普资讯
第２６卷第１期
２００６年１月
文章编号：０ — ０１２０）１１７— ３１１９８（０６０ —０７００
计算机应用
ＣｍｐｔｒＡｐｌａｉｎｏｕｅｐｉｔｓｃｏ
Ｖｏ．６Ｎｏ１１２．
基于ＵＰ的海战场态势实时三维显示系统，虚拟现实技术应用到作战指挥控制系统中，三维视景Ｄ将用实时显示战场态势变化过程、战场态势发展以及双方兵力对抗过程。系统对战场实体位置进行了从经

舰艇战术对抗视景仿真技术研究

Ｖｏ１．３３Ｎｏ．１１
６８
舰船电子工程
ＳｈｉｐＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
总第２３３期２０１３年第１１期
舰艇战术对抗视景仿真技术研究
刘喜作
（１．大连理工大学大连
梁德清
大连１１６０１８）
１１６０２４）（２．大连舰艇学院
摘
要目前舰艇战术对抗仿真训练往往将战场三维可视化环境弱化，实际的训练演练环境与实战的战场环境无法直观的对应，影响
了训练效果。研究虚拟战场中自然环境仿真、目标实体精确建模与动态显示以及烟火爆炸特效模拟，其中自然环境仿真重点包括基于统一
ｃｌｉｎｇｏｆａｃｃｕｒａｔｅｏｂｊｅｃｔｓｔ。ｄｉｓｐｌａｙａｎｄｔｈｅｓｈｏｗｉｎｇｏｆｔｈｅｅｘｐｌｏｓｉｏｎｗｉｔｈｆｉｒｅａｎｄｓｍｏｋｅ。ｔｈａｔｓｔｒｅｓｓｅｓｏｎｕｓｉｎｇｔｈｅｉｄｅｎｔｉｃａｌｄａｔａｔｏｍａｋｅ
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海战场环境仿真系统的三维建模与实时仿真

ｓｅｉｌｅｅｔ．ＩＳｐｒｒａｃｅｅｍｉｅｄｌｙａｄｃｅｉｉｔｆｒｒｉｌｔｎｓｓｍｆｏａｉｎｏｉｓｐｃａｆｃｓｔｅｏ ’ ｆｍｎｅｄｔｒｎｓｆｅｉｎｒｄｂｌｏｆｅｓｍｕａｉｙｔｏｒｔｆｈｐ．ｉｔｉｙｗａａｏｅｆｍｏｓ
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海洋战场仿真技术研究

统平台上建立基于ＷｉｎｄｏｗｓＡＰＩ的Ｖｅｇａ应用程序。
２系统概述
海洋战场仿真系统，包括场景建模和场景驱动两部分。场景建模包括地形文化特征以及反映各种自然景象和其后现象，如海浪、船的尾迹、岛屿、树木、天空、雨、雪、雾等，同时地形环境还包
１ｏ．＾１系统再现大面积三维海洋战场，如几千平方公里的海域，提供真实海洋战场环境和各种武器平台，能够仿真地理环境、海洋ｉ＝００‘ 环境、大气环境、声学环境等，能够仿真各武器平台的物理特性、其中Ｔｉｄｅ一海面平均波高；Ｘ ∈【０，２叮Ｔ卜波浪方向；Ｃｏ－平均波浪动力特性和声音特性。实时三维显示、记录、管理整个战场态势，功率， ‘ 。＝０．１１２Ｈｓ；Ｔ日一海浪模型周期； ‘ Ｐｉ一第ｉ个单元波相位角；Ｑｉ一对指挥和作战能力进行评估等。系统主要负责三维可视化仿真系第ｉ个单元波角频率。统各项功能的实现，包括海洋环境自动产生、场景模型库、碰撞监海洋模块除了提供动态海洋的实现外，还提供了一些海洋的测、交互控制、渲染引擎、大屏幕投影系统六个模块，如图１所示。特效模型，如船的尾迹、船头的波浪、漩涡、海面的浮标、泡沫等，可使用户在自己的应用程序中方便的添加一些海洋的特效。首浪效果通过在不可见多边形上粘贴二维纹理实现。根据船
民营科技２０１３年第５期
科技论坛
海洋战场仿真技术研究

基于Unity3D的海战场三维态势实时显示系统设计与实现

基于Unity3D的海战场三维态势实时显示系统设计与实现第４０卷第２期２０１８年４月指挥控制与仿真ＣｏｍｍａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ＆ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＶｏｌ４０一Ｎｏ２Ａｐｒ２０１８文章编号：１６７３?３８１９（２０１８）０２?０１０６?０４基于Ｕｎｉｔｙ３Ｄ的海战场三维态势实时显示系统设计与实现江一波，程健庆，朱一伟（江苏自动化研究所，江苏连云港一２２２０６１）摘一要：提出一个基于Ｕｎｉｔｙ３Ｄ引擎的实时海战场三维态势显示系统的设计方案三首先，简要分析了基于Ｕｎｉｔｙ３Ｄ引擎显示系统的特点与优势，详细阐述了利用Ｕｎｉｔｙ３Ｄ构建显示系统的方法；然后，分别对数据库连接优化二定时驱动以及姿态调整等关键技术进行了详细的分析；最后，搭建系统实例并进行测试三经测试结果表明，该系统能较好地完成实时三维态势显示的目的三关键词：Ｕｎｉｔｙ３Ｄ；数据库；脚本；实时性中图分类号：ＴＰ３１１５２；Ｅ９１７一一一一文献标志码：Ａ一一一一ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３?３８１９．２０１８．０２．０２０一ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆ３ＤＲｅａｌ?ｔｉｍｅＤｉｓｐｌａｙＳｙｓｔｅｍｏｆＳｅａＢａｔｔｌｅＦｉｅｌｄＪＩＡＮＧＢｏ，ＣＨＥＮＧＪｉａｎ?ｑｉｎｇ，ＺＨＵＷｅｉ（ＪｉａｎｇｓｕＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｌｉａｎｙｕｎｇａｎｇ２２２０６１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｂａｓｅｄｏｎＵｎｉｔｙ３Ｄｅｎｇｉｎｅｆｏｒｒｅａｌ?ｔｉｍｅｍａｒｉｔｉｍｅｂａｔｔｌｅｆｉｅｌｄ３Ｄｓｉｔｕａｔｉｏｎｄｉｓ?ｐｌａｙｓｙｓｔｅｍ．Ｆｉｒｓｔｏｆａｌｌ，ｔｈｅｐａｐｅｒｂｒｉｅｆｌｙａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓａｎｄａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｄｉｓｐｌａｙｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＵｎｉｔｙ３Ｄｅｎｇｉｎｅ，ｅｌａｂｏｒａｔｅｓｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇａｄｉｓｐｌａｙｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈＵｎｉｔｙ３Ｄ，ａｎｄｔｈｅｎａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｄａ?ｔａｂａｓｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ，ｔｉｍｉｎｇｄｒｉｖｉｎｇａｎｄａｔｔｉｔｕｄｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｉｎｄｅｔａｉｌ．Ａｔｌａｓｔ，ａｎｅｘａｍｐｌｅｓｙｓｔｅｍｉｓｂｕｉｌｄａｎｄｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｒｅａｌ?ｔｉｍｅｄｉｓｐｌａｙｏｆｔｈｒｅｅ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｉｔｕａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｕｎｉｔｙ３Ｄ；ｄａｔａｂａｓｅ；ｓｃｒｉｐｔ；ｒｅａｌ?ｔｉｍｅ收稿日期：２０１７?１２?１６修回日期：２０１８?０２?２６作者简介：江一波（１９９２?），男，安徽黄山人，硕士研究生，研究方向为计算机仿真技术三程健庆（１９６５?），男，研究员，硕士生导师三一一战场三维态势可视化是一个利用计算机图形二图像处理技术表现战场环境，并在此基础上将当前态势作战计划二作战双方兵力对比二作战双方交战状态二态势演变过程以可视化的方式显示出来的动态仿真技术［１］三指挥员能够在贴近实战的训练环境中，实时获取军事情况信息，以可视化的方法进行战场规划二指挥决策和指挥控制［２］三美国海军开发的海战场可视化系统ｔｈｅＤｒａｇｏｎ，以三维显示的方式来展现地理环境二各作战单元二战况和战果等信息，向指挥员和作战人员提供一致的战役战术面，其战场态势显示技术已经达到了较高水平［１］三我军态势推演研究起步较晚，系统功能有限三如李林橙等采用ＯｐｅｎＧＬ仿真艘舰艇不同编队排列行进的过程，具有一定的跨平台特性，但无法提供图形界面或用户输入函数，依赖项过多，开发难度大；年福纯二周锦标等利用ＳＴＫ开发了一个航天领域三维显示系统，虽然其技术成熟，效率高，但利用此类针对特殊领域的三维仿真引擎开发海战场三维态势显示系统，不能发挥其优良特性，且成本高昂；陈彬，鞠儒生等利用ＶｅｇａＰｒｉｍｅ仿真平台开发了基于Ｗｅｂ的作战模拟态势显示系统，但是ＶｅｇａＰｒｉｍｅ对大范围地形的支持度不高，易产生延时，实时性难以保证三Ｕｎｉｔｙ３Ｄ是由ＵｎｉｔｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ开发的一个多平台综合三维游戏开发引擎，该引擎具有便捷的可视化开发环境，支持脚本语言包括Ｃ＃二ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ等［３］三与ＯｐｅｎＧＬ相比，Ｕｎｉｔｙ３Ｄ兼容各种操作系统，具有良好的跨平台性；与ＳＴＫ相比，Ｕｎｉｔｙ３Ｄ功能多样，能够满足各种领域的三维仿真需求，且开发周期短二成本低；与ＶｅｇａＰｒｉｍｅ相比，Ｕｎｉｔｙ３Ｄ作为一款优秀的游戏开发引擎，支持大范围地形的显示，仿真实时性较好，且用户参与度高三因此，以Ｕｎｉｔｙ３Ｄ为仿真平台搭建海战场三维态势显示系统具有显著的优越性与可行性三本文针对系统搭建与仿真过程中遇到的问题提出具体可行的方案，对同类型的研究具有一定的参考价值三１一系统设计１１一系统功能需求１）三维场景显示功能需求为显示系统添加逼真的海战场三维环境，建立并分类管理不同的战场环境实体模型，使得显示系统的显示效果更加直观真实三具体包括视景绘制与三维实例建模三２）态势信息同步功能需求实时同步由网络传输的战场态势信息，更新战场环境实体姿态数据并保存三具体包括数据库的设计与江苏省地质测绘院印刷厂一＼ＤＺ０６ａ＼ｆ＼指挥控制与仿真＼１８指挥控制与仿真２期一３－４校样一排版：张一芸一时间一２０１８／０３／２６。

虚拟战场环境中海浪实时模拟方法的研究

（ｃｏｌｆＭｅｈｎｃｌｇｎｅｉｇＳａｇａＪａｎｉｅｓｔ，Ｓａｇａ０２０，ｉａＳｈｏｃａｉａｉｅｒｎ，ｈｎｈｉｉｏＴｏｇＵｎｖｒｉｙｈｎｈｉ０４Ｃｈｎ）ｏＥｎ２
ＡｂｔａｔＩｄｅｔｒａｉｅｒａ—ｉｅｓｒｃ：ｎｏｒｒｏｅｌｚｅｌｔｍｗａｅｓｍｕａｉｎｎｉｔ１ａｔｅｉｌｅｖｒｎｅｔａｏｅｖｉｌｔｏｉｖｒｕａｂｔｌｆｅｄｎｉｏｍｎ，ｎｖ１ｍｅｈｄｗａｔｆｒｒｏｓｍｕａｅｏｅｎｗａｅａｅｎｄｆｅｅｔｓａｓａｅ１ｖｌ．Ｄｏｂｅｓｍｍａｉｎｔｏｓｐｕｏｗａｄｔｉｌｔｃａｖｓｂｓｄｏｉｆｒｎｅｔｔｅｅｓｕｌｕｔｏｏｅｎｍｏｅａｓａｌｈｅｙｕｉｈｒｅｄｍｅｉｎｉｒｇｌｒｓｏｔｃｅｔｄｗａｅｔｏｙ，ａｄｉｓｆｅｃａｄｌｗｓｅｔｂｉｄｂｓｎｇｔｅｉｎｓｏｒｅｕａｈｒｒｓｅｖｈｅｒｓｎｔｒ — ｑｅｃｐｃｎａｔｒｉｅｎｅｇｎｐｒｓｃｎｉｅｉｎｌｅｅｏｆｖｉｗ — ｒｓｕｎｃｅｎｕｎｙｓａｉｇｗｓｄｅｅｍｎｄｂｙｅｒｙｉａｔ；ｏｓｄｒｎｇｉｆｕｎｃｅ —ｆｕｔｍａｄｓｒｅｒｓｌｔｏｒｔ，ｖｒｅｌｓｅｉｉｐｉｉａｉｎａｇｒｔｍａｍｐｒｖｄｂａｔｔｏｎｉｕｌｓａｉｌｅｏｕｉｎａｅｅｔｘｃｕｔｒｎｇｓｍｌｆｃｔｏｌｏｉｈｗｓｉｏｅｙｐｒｉｉｎｉｇｖｓａｐｔａｔｏｈａｓｇｉｇｄｉｅｅｔｗｅｇｓｆｒｖｒｅｅｆｗａｅｇｉ．Ｂａｅｎｔｅｃｅｔｄｗａｅｍｏｅｎｈｒｕｇｓｉｎｎｆｒｎｉｈｔｏｅｔｘｓｏｖｒｄｓｆｓｄｏｈｒａｅｖｄｌａｄｔｅｕｔｈｏｔａｈｅｈｄｉｆｅｔｖｎｓｍｕａｉｅｌｔｍｅｗａｅｍｏｅｅｎｄｒｄｉｆｒｎｅｈｅｒｓｌｓｓｗｈｔｔｅｍｔｏｓｅｆｃｉｅｉｉｌｔｎｇｒａ —ｉｖｖｍｎｔｕｅｆｅｅｔｓａｓａｅｌｖｌ，ｅｐｃａｌｏｒｍｅｕｓａｅｄｅａｅｒａ．ｔｔｅｅｓｓｅｉｌｆｄｉｍｃｌｅｐｗｔｒａｅｙＫｅｙｗｏｒｓ：ｃｍｐｔｒａｐｉａｉｎ；ｖｒｕｌｂｔｌｆｅｄｅｉｏｄｏｕｅｐｌｃｔｏｉｔａａｔｅｉｌｎｖｒｎｍｅ；ｗａｅｓｍｕａｉｎ；ｓａｓａｅ；ｄｕｌｎｔｖｉｌｔｏｅ —ｔｔｏｂｅｓｍｍａｉｎｍｏｅ；ｖｅｄｐｎｄｎｔｉｔａｅｌｔｕｔｏｄ１ｉｗ— ｅｅｅ；ｖｒｕ１ｒａｉｙ

基于Unity3D的海战场三维态势实时显示系统设计与实现

第４０卷第２期２０１８年４月指挥控制与仿真ＣｏｍｍａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ＆ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＶｏｌ４０㊀Ｎｏ２Ａｐｒ２０１８文章编号：１６７３⁃３８１９（２０１８）０２⁃０１０６⁃０４基于Ｕｎｉｔｙ３Ｄ的海战场三维态势实时显示系统设计与实现江㊀波，程健庆，朱㊀伟（江苏自动化研究所，江苏连云港㊀２２２０６１）摘㊀要：提出一个基于Ｕｎｉｔｙ３Ｄ引擎的实时海战场三维态势显示系统的设计方案㊂首先，简要分析了基于Ｕｎｉｔｙ３Ｄ引擎显示系统的特点与优势，详细阐述了利用Ｕｎｉｔｙ３Ｄ构建显示系统的方法；然后，分别对数据库连接优化㊁定时驱动以及姿态调整等关键技术进行了详细的分析；最后，搭建系统实例并进行测试㊂经测试结果表明，该系统能较好地完成实时三维态势显示的目的㊂关键词：Ｕｎｉｔｙ３Ｄ；数据库；脚本；实时性中图分类号：ＴＰ３１１５２；Ｅ９１７㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３⁃３８１９．２０１８．０２．０２０㊀ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆ３ＤＲｅａｌ⁃ｔｉｍｅＤｉｓｐｌａｙＳｙｓｔｅｍｏｆＳｅａＢａｔｔｌｅＦｉｅｌｄＪＩＡＮＧＢｏ，ＣＨＥＮＧＪｉａｎ⁃ｑｉｎｇ，ＺＨＵＷｅｉ（ＪｉａｎｇｓｕＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｌｉａｎｙｕｎｇａｎｇ２２２０６１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｂａｓｅｄｏｎＵｎｉｔｙ３Ｄｅｎｇｉｎｅｆｏｒｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅｍａｒｉｔｉｍｅｂａｔｔｌｅｆｉｅｌｄ３Ｄｓｉｔｕａｔｉｏｎｄｉｓ⁃ｐｌａｙｓｙｓｔｅｍ．Ｆｉｒｓｔｏｆａｌｌ，ｔｈｅｐａｐｅｒｂｒｉｅｆｌｙａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓａｎｄａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｄｉｓｐｌａｙｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＵｎｉｔｙ３Ｄｅｎｇｉｎｅ，ｅｌａｂｏｒａｔｅｓｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇａｄｉｓｐｌａｙｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈＵｎｉｔｙ３Ｄ，ａｎｄｔｈｅｎａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｄａ⁃ｔａｂａｓｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ，ｔｉｍｉｎｇｄｒｉｖｉｎｇａｎｄａｔｔｉｔｕｄｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｉｎｄｅｔａｉｌ．Ａｔｌａｓｔ，ａｎｅｘａｍｐｌｅｓｙｓｔｅｍｉｓｂｕｉｌｄａｎｄｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅｄｉｓｐｌａｙｏｆｔｈｒｅｅ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｉｔｕａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｕｎｉｔｙ３Ｄ；ｄａｔａｂａｓｅ；ｓｃｒｉｐｔ；ｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅ收稿日期：２０１７⁃１２⁃１６修回日期：２０１８⁃０２⁃２６作者简介：江㊀波（１９９２⁃），男，安徽黄山人，硕士研究生，研究方向为计算机仿真技术㊂程健庆（１９６５⁃），男，研究员，硕士生导师㊂㊀㊀战场三维态势可视化是一个利用计算机图形㊁图像处理技术表现战场环境，并在此基础上将当前态势作战计划㊁作战双方兵力对比㊁作战双方交战状态㊁态势演变过程以可视化的方式显示出来的动态仿真技术［１］㊂指挥员能够在贴近实战的训练环境中，实时获取军事情况信息，以可视化的方法进行战场规划㊁指挥决策和指挥控制［２］㊂美国海军开发的海战场可视化系统ｔｈｅＤｒａｇｏｎ，以三维显示的方式来展现地理环境㊁各作战单元㊁战况和战果等信息，向指挥员和作战人员提供一致的战役战术面，其战场态势显示技术已经达到了较高水平［１］㊂我军态势推演研究起步较晚，系统功能有限㊂如李林橙等采用ＯｐｅｎＧＬ仿真艘舰艇不同编队排列行进的过程，具有一定的跨平台特性，但无法提供图形界面或用户输入函数，依赖项过多，开发难度大；年福纯㊁周锦标等利用ＳＴＫ开发了一个航天领域三维显示系统，虽然其技术成熟，效率高，但利用此类针对特殊领域的三维仿真引擎开发海战场三维态势显示系统，不能发挥其优良特性，且成本高昂；陈彬，鞠儒生等利用ＶｅｇａＰｒｉｍｅ仿真平台开发了基于Ｗｅｂ的作战模拟态势显示系统，但是ＶｅｇａＰｒｉｍｅ对大范围地形的支持度不高，易产生延时，实时性难以保证㊂Ｕｎｉｔｙ３Ｄ是由ＵｎｉｔｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ开发的一个多平台综合三维游戏开发引擎，该引擎具有便捷的可视化开发环境，支持脚本语言包括Ｃ＃㊁ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ等［３］㊂与ＯｐｅｎＧＬ相比，Ｕｎｉｔｙ３Ｄ兼容各种操作系统，具有良好的跨平台性；与ＳＴＫ相比，Ｕｎｉｔｙ３Ｄ功能多样，能够满足各种领域的三维仿真需求，且开发周期短㊁成本低；与ＶｅｇａＰｒｉｍｅ相比，Ｕｎｉｔｙ３Ｄ作为一款优秀的游戏开发引擎，支持大范围地形的显示，仿真实时性较好，且用户参与度高㊂因此，以Ｕｎｉｔｙ３Ｄ为仿真平台搭建海战场三维态势显示系统具有显著的优越性与可行性㊂本文针对系统搭建与仿真过程中遇到的问题提出具体可行的方案，对同类型的研究具有一定的参考价值㊂１㊀系统设计１１㊀系统功能需求１）三维场景显示功能需求为显示系统添加逼真的海战场三维环境，建立并分类管理不同的战场环境实体模型，使得显示系统的显示效果更加直观真实㊂具体包括视景绘制与三维实例建模㊂２）态势信息同步功能需求实时同步由网络传输的战场态势信息，更新战场环境实体姿态数据并保存㊂具体包括数据库的设计与第２期指挥控制与仿真１０７㊀数据传送机制的优化㊂３）实体驱动功能需求通过连接数据库，利用读取的数据库态势数据，驱动各战场环境实体运行，达到视景仿真的目的㊂具体包括数据库连接脚本设计与驱动脚本设计㊂４）交互功能需求支持视角跟随与全景切换，支持实体信息查询，能进行态势编辑操作，支持手动添加㊁删除和修改实体信息㊂５）态势推演功能需求支持利用自定义态势数据信息绘制海战场环境，驱动系统运行并显示，考察系统推演效果㊂１２㊀系统架构设计海战场三维态势显示系统架构如图１所示，战场可视化系统分为网络及接口层㊁数据库层㊁三维引擎层㊁应用层，四层之间相互独立，以保证系统的开放性㊂网络及数据接口层接收战场环境实体姿态信息㊁运动状态信息，以及水文气象等信息等；数据库层通过构建态势数据库，实时同步网络层传送的态势数据，更新并存储场景绘制所需的各种资源信息以供调用；三维引擎层采用Ｕｎｉｔｙ３Ｄ三维游戏开发平台，借助相关三维建模软件，制作并添加海战场战场环境实体等三维模型，通过脚本的设计与编译，完成战场环境实体的驱动与战场场景绘制的工作；应用层采用功能模块式设计，完成海战场态势的三维显示，并即时响应用户操作㊂图１㊀系统架构示意图２㊀系统开发技术方案２１㊀三维实例建模三维建模常用工具包Ｂｌｅｎｄｅｒ㊁Ｍａｙａ㊁ＺＢｒｕｓｈ㊁３ＤｓＭａｘ㊁Ｃｉｎｅｍａ４Ｄ等㊂相较于其他建模工具，３ＤｓＭａｘ在三维观感㊁贴图渲染㊁精细处理以及模型兼容性等方面优势突出㊂通过３ＤｓＭａｘ网格法建立三维模型如图２所示，为实体添加ＵＶ修改器，添加纹理㊂为了符合Ｕ⁃ｎｉｔｙ３Ｄ引擎的应用标准，在高级选项中将单位设置为米，利用ＦＢＸ插件导出生成．ＦＢＸ文件［５］㊂将．ＦＢＸ模型存放至Ｕｎｉｔｙ３Ｄ的Ａｓｓｅｔｓ工程资源文件夹下㊂根据需要在场景中添加实体对象，设置光照㊁雾㊁天空盒等参数，最后，运行场景进行浏览㊁调试［５］㊂图２㊀３ＤＭａｘ网格法建模示意图２２㊀数据库设计在对海战场三维作战态势绘制中，为了快速准确地显示战场环境实体包括舰船㊁潜艇㊁航母以及炮弹㊁鱼类㊁雷达等运行轨迹，将网络实时同步的实体位置信息通过数据库进行有效存储并分类管理㊂Ｕｎｉｔｙ３Ｄ支持各主流数据库系统的连接㊂以ＭｙＳＱＬ为例，添加Ｓｙｓｔｅｍ．Ｄａｔａ．ｄｌｌ㊁Ｓｙｓｔｅｍ．Ｄｒａｗｉｎｇ．ｄｌｌ㊁ＭｙＳｑｌ．Ｄａｔａ．ｄｌｌ文件至Ｕｎｉｔｙ３Ｄ工程文件夹Ａｓｓｅｔｓ下［６］，利用动态链接库，Ｕｎｉｔｙ３Ｄ通过脚本即可与数据库实现交互㊂２３㊀视景仿真Ｕｎｉｔｙ３Ｄ通过添加脚本驱动实体运行，而ＭｏｎｏＢｅ⁃ｈａｖｉｏｕｒ是所有脚本的基类［４］㊂通过继承ＭｏｎｏＢｅｈａｖｉｏｕｒ基类，编写各功能脚本以实现包括位移㊁旋转等动态行为以及数据库连接等功能㊂另外，碰撞检测是虚拟现实仿真中一个重要环节，尤其在军事打击中，实体碰撞频率更高，更需要完善碰撞的逻辑㊂而Ｕｎｉｔｙ３Ｄ自带四种碰撞检测包围盒，分别ＢｏｘＣｏｌｌｉｄｅｒ㊁ＳｐｈｅｒｅＣｏｌｌｉｄｅｒ㊁ＷｈｅｅｌＣｏｌｌｉｄｅｒ和ＭｅｓｈＣｏｌｌｉｄｅｒ㊂通过大量实验比较分析，球形碰撞ＳｐｈｅｒｅＣｏｌｌｉｄｅｒ对各个单一实体实例的作用与性能最优㊂在系统仿真过程中的碰撞检，利用ＳｐｈｅｒｅＣｏｌｌｉｄｅｒ包围盒，使得战场环境实体与实体之间，实体与环境之间及环境内部间的碰撞效果更良好㊂２４㊀硬件适配Ｕｎｉｔｙ３Ｄ具有强大的跨平台能力，完成Ｄｅｍｏ可以发布为各种主流类型操作系统兼容的应用程序［１］㊂在主菜单Ｆｉｌｅ选项中下拉框选择ＢｕｉｌｄＳｅｔｔｉｎｇｓ，根据所需选择Ｐｌａｔｆｏｒｍ列表操作系统，打包生成对应运行程序如．ｅｘｅ㊁．ａｐｋ㊁．ｉｐａ等，从而适配各类三维显示设备［４］㊂１０８㊀江㊀波，等：基于Ｕｎｉｔｙ３Ｄ的海战场三维态势实时显示系统设计与实现第４０卷３㊀关键技术分析３１㊀数据库连接优化每一个战场环境实体的运行都需要通过连接数据库，读入当前坐标等运行状态数据，进而通过脚本驱动器运行㊂海战场战场环境实体复杂多样，每一个实体的运行数据各自独立，运行更新时间不统一并且数据量巨大㊂为了同步仿真界面的运行，若采取多实体频繁连接数据库的方法，势必造成大量的资源消耗，甚至造成数据丢失㊁脏读㊁误读，连接异常，严重危害显示效果的真实性㊂因此，可通过添加空实例脚本的方法解决多实体数据同步的问题㊂在Ｕｎｉｔｙ３Ｄ工程界面预制页ｐｒｅｆａｂ中创建空实例名为Ｄａｔａ－Ｃｏｎ，属性设为非刚体，以防碰撞产生错误㊂在整个海战场场景显示中，该实例显示透明，即不解释为任何一个需要显示的实物㊂为Ｄａｔａ－Ｃｏｎ实例添加单个脚本，该脚本唯一功能是作为Ｕｎｉｔ３Ｄ连接外部ＭｙＳＱＬ数据库的唯一接口，用来读取数据库并存放数据㊂各实体实例的驱动脚本只需调用Ｄａｔａ－Ｃｏｎ脚本即可获得坐标等数据，不需要分别连接数据库，通过内部脚本间相互调用将极大地提高该过程的运行效率㊂该脚本同样可添加到山㊁海水㊁天空盒㊁摄像头等实例上，单独设置空实例可更好地区别各自的功能，便于系统维护㊂３２㊀定时驱动Ｕｎｉｔｙ３Ｄ具有实时更新的机制，也可以自定义刷新的频率，若以该刷新频率来驱动实体的运行，则每一次刷新，都需要执行一次数据读入并驱动运行的过程㊂而为了保证画面的流畅，仿真画面的刷新需要得到较高的频率保证㊂因此，刷新的频率极有可能远远超出数据同步的频率，这将导致大量无用的重复数据调用运算，影响仿真的效率㊂Ｕｎｉｔｙ３Ｄ自带协程运行机制，如果ＭｏｎｏＢｅｈａｖｉｏｕｒ处于激活状态，而且ｙｉｅｌｄ的条件满足，即执行后面的功能㊂以定时器ＩｎｖｏｋｅＲｅｐｅａｔｉｎｇ（）为例，Ｕｎｉｔｙ３Ｄ每一帧都对其进行处理，判断其是否满足条件以执行相应功能指令㊂因此，利用协程定时处理功能，设定合适的时限（频率），定时驱动实体运行，既提高了系统运行的效率，也缓解了数据库和Ｄａｔａ－Ｃｏｎ脚本高频读取的压力㊂系统实体定时驱动运行基本流程如图３㊂１）如图３所示，Ｄａｔａ－Ｃｏｎ脚本在Ｓｔａｒｔ（）中设定延时ＩｎｖｏｋｅＲｅｐｅａｔｉｎｇ（）协程，设定每秒定时调用模块ＬａｕｎｃｈＰｒｏｊｉｅｃｔｉｌｅ，在ＬａｕｎｃｈＰｒｏｊｉｅｃｔｉｌｅ中定义ＭｙＳｑｌ－Ｃｏｎｎｅｃｔ（）数据库连接函数㊂２）在各实体驱动脚本中，通过ｓｔａｒ（）写入ＧａｍｅＯｂ⁃ｊｅｃｔ．Ｆｉｎｄ（＂Ｄａｔａ－Ｃｏｎ＂）与Ｄａｔａ－Ｃｏｎ脚本完成连接，连接过程只在系统开启时一次完成㊂利用读取的数据实时驱动实体运行㊂３）通过ＵＩ设计中断／停止键，切断数据库连接，释放资源，结束仿真㊂图３㊀定时驱动基本流程图３３㊀姿态调整对于大部分战场环境实体的运行而言，其轨迹更多为连续曲线，对任意时刻的姿态变换都有一个转变的过程，极少存在棱角分明的折线轨迹㊂驱动实体运行主要通过在每一帧刷新中不断修改物体的坐标位置达到位移效果㊂在ＭｏｎｏＢｅｈａｖｉｏｕｒ派生类中利用插值法如Ｖｅｃｔｏｒ３．Ｌｅｒｐ（）可使实体运动轨迹趋于平滑㊂其实现依赖于位移函数：ｆｕｎｃｔｉｏｎＬｅｒｐ（ｆｒｏｍ，ｔｏ，ｔ）：Ｖｅｃ⁃ｔｏｒ３㊂其中，初始位置为ｆｒｏｍ，实体位置为ｔｏ，两个向量之间，按照数字ｔ（０ɤｔɤ１）从ｆｒｏｍ到ｔｏ依次插值㊂当ｔ＝０时，返回ｆｒｏｍ㊂当ｔ＝１时，返回ｔｏ㊂每一次更新坐标数据，利用插值法不断插入细化坐标，运动轨迹更趋于平稳㊂海战场态势仿真的战场环境实体需要形象具体直观，因而通过建模软件得到的模型实体不应该全是几何规则模型㊂换言之，实体的运行在调整航向时，其姿态不能永远保持不变㊂为呈现真实的战场环境实体运行时的航向修正，可以通过矢量运算计算当前偏转角，驱动旋转㊂战场环境实体的旋转同样通过继承基类，利用实体当前时刻乃至之前时刻位置坐标，拟合运动曲线㊂如图４所示，每次获取坐标数据后，计算当前航向矢量，计算偏转角并驱动旋转㊂每次旋转后，更新上一刻航向为当前航向，继续下一轮循环，依次类推，最终使得轨迹曲线更加平滑，航向始终与轨迹趋于一致㊂４㊀系统实现与测试为了测试系统的运行效果，利用Ｃ语言自定义海战场态势信息源，运行系统进行模拟㊂该测试涉及的软件工具版本分别为ＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ２０１０㊁Ｕｎｉｔｙ３Ｄ５３㊁ＭｙＳＱＬ５７㊂利用ＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ开发平台，自定义实体运行轨第２期指挥控制与仿真１０９㊀图４㊀战场环境实体偏转流程示意图迹，建立关于时间ｔ的数学模型，通过Ｃ语言编写轨迹函数，利用Ｓｌｅｅｐ（ｔｉｍｅ）函数产生延迟效果，每隔ｔｉｍｅ数值的毫秒，在设定的轨迹函数中产生一个新的坐标，并实时存入数据库㊂以某航母模型为例，运行过程利用多重曝光技术合成显示结果动态效果如图５所示㊂图５㊀某航母模型运行轨迹示意图通过测试可发现：１）基于Ｕｎｉｔｙ３Ｄ的海战场三维态势显示系统能够通过态势数据驱动实体的移动，并能自动拟合轨迹，调整方向；２）通过Ｕｎｉｔｙ３Ｄ的ｃｏｎｓｏｌｅ控制台可以发现，所有数据都被有效检测，实时性较好；３）范围有限，视景区域不能同时兼顾天空海洋，尤其是对水下实体的展现性能不足㊂㊀㊀４）偶尔存在卡顿，后期开发仍需继续完善对数据传输机制的优化，提高数据库以及数据库与Ｕｎｉｔｙ３Ｄ连接的工作效率㊂５㊀结束语基于Ｕｎｉｔｙ３Ｄ仿真引擎，本文初步搭建完成一个海战场三维态势实时显示系统，实现了系统显示的基本功能，并对系统实时性展开研究，获得较好的效果㊂本文在三维建模㊁Ｕｎｉｔｙ３Ｄ与数据库交互㊁脚本设计㊁实时性等方面的研究对同类型三维视景仿真研究具有一定的借鉴意义㊂参考文献：［１］㊀彭诚．战场三维可视化技术研究［Ｄ］．杭州：浙江大学，２００６．［２］㊀明芳．海战场三维态势可视化技术研究［Ｄ］．武汉：武汉数字工程研究所，２０１１．［３］㊀ＧｏｌｄｓｔｏｎｅＷ．Ｕｎｉｔｙｇａｍｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｅｓｓｅｎｔｉａｌ［Ｍ］．Ｂｉｒ⁃ｍｉｎｇｈａｎ：ＰａｃｋｔＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇＬｔｄ，２００９．［４］㊀ＫｅｎｎｅｔｈＣ．Ｆｉｎｎｅｙ３Ｄ游戏开发大［Ｍ］．齐兰博，肖奕，译．北京：清华大学出版社，２００５．［５］㊀张玉军，孟晓军，王刚．基于手势交互的三维电子沙盘系统设计与实现［Ｊ］．指挥控制与仿真，２０１６，３８（２）：１１０⁃１１４．［６］㊀张利利，李仁义，李晓京，马进，惠铎铎．Ｕｎｉｔｙ３Ｄ与数据库通信方法的研究［Ｊ］．计算机技术与发展，２０１４，２４（２）：２２９⁃３０３．。

海上测绘技术中的声纳成像原理与方法

海上测绘技术中的声纳成像原理与方法导言：海上测绘技术是对海底地貌和水下设施进行调查和记录的重要手段。

声纳成像作为其中的重要技术手段之一，在海洋科研、海洋工程、海洋资源开发等领域发挥着重要的作用。

本文将从声纳成像的原理和方法出发，探讨其在海上测绘中的应用和发展趋势。

一、声纳成像原理声纳成像是利用声波传播在水中的特性，通过声波的反射、折射等特性来获取水下目标的空间分布情况。

声纳成像的原理主要包括以下几个方面：1. 声波传播：声纳成像利用的是声波在水中的传播特性。

当声波遇到介质界面时，一部分声能被反射回来，一部分声能则会继续传播，并在水下的目标物体上发生散射、反射等现象。

2. 声纳探测器：声纳成像需要用到声纳探测器，它通常是由发射器和接收器组成的。

发射器将声波信号发送到水下目标上，接收器则用于接收目标反射回的声波信号。

3. 声纳图像重建：通过接收到的声波信号，结合声波传播的物理规律，可以获得水下目标的位置、形状、大小等信息。

在成像过程中，需要对接收到的信号进行处理和重建，最终得到具有空间分布信息的声纳图像。

二、声纳成像方法声纳成像技术主要包括侧扫声纳成像和多波束声纳成像两种方法。

1. 侧扫声纳成像：侧扫声纳成像是一种常用的声纳成像方法，也是目前海洋测绘中应用最广泛的技术之一。

它通过船舶携带的声纳设备，从侧面对水下进行扫描和成像。

在扫描的过程中，声纳设备将连续发射声波，并接收反射回来的声波信号。

然后，利用接收到的声波信号，结合正演模拟和反演算法，对海底地形进行成像。

2. 多波束声纳成像：多波束声纳成像是一种近年来发展起来的声纳成像方法，相比于侧扫声纳成像，它具有更高的分辨率和更准确的成像能力。

多波束声纳成像利用船舶上的声纳设备，同时发射多个波束的声波信号，并接收反射回来的声波信号。

三、海上测绘中的声纳成像应用声纳成像技术在海上测绘中有广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1. 海底地形测绘：声纳成像技术可以对海底地形进行高精度的测绘，包括海底的地貌特征、凹凸不平的地表、海底山脊等。

基于OpenGL的海战场视景仿真系统

摘
要
设计了基于ＯｐｎｅＧＬ的三维海战场视景仿真系统，解决了地形环境和实体行为建模等技术，系统在满足实该
时性的同时提供了逼真的视觉效果，增加了海战场环境视景仿真的沉浸感。关键词视景仿真；三维海战场；维实体建模三
中图分类号Ｔ３１９Ｐ９．
１引言
海战场系统仿真中，三维场景生成与实时显示
是十分重要的部分。海战场空间跨度大，景丰场
目标的批号以标牌文字的方式实现；现了ＴＰＩ实Ｃ／Ｐ
网络通信据并实时显示。系统的总体方案如图１所示。
总第２３期４
计算机与数字工程
Ｃｏｕｅｍｐｔｒ＆ＤｉｉｌＥｇｎｅｉｇｇｔｎｉｅｒａｎ
Ｖｏ＿８Ｎｏ１ｌ３．
８７
２１００年第１期
基于ＯｐｎＬ的海战场视景仿真系统ｅＧ
徐亮
武汉４０７）３０４（汉数字工程研究所武
海战场环境、特效的实时显示。
文接形冒、示备件 ¨ｌ毳件Ｉ、ｌ形Ｉｌ硬Ｉ没图显
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海上舰艇作战虚拟视景图像系统仿真研究

想性等特点，过三维虚拟视景仿真，可以在虚拟现实的环海洋勘探和海上搜救等。传统方法中，对三维虚拟海洋视景
仿真主要采用小生境（ｍｉｃｒｏｈａｂｉｔａｔ）技术、三角网技术和多维
收稿日期：２０１５—１２—１２修回日期：２０１５—１２—２８
网格渲染技术，上述的三维虚拟海洋视景仿真技术采用ＧＰＵ
的沉浸方式实现对机器视觉特征的实时交互和数据采样，然
三维海洋虚拟视景仿真实通过对海洋实时数据的采集，
后采用多感知和临场感灵境技术实现逼真的视、昕、触觉机进行三维建模并实时驱动，生成逼真的视、听、触觉一体化的
器视觉效果。三维虚拟视景仿真具有多感知性、交互性、构特定范围的海洋虚拟环境，以此为基础海战场的模拟演习、
第３３卷第ｏ４期
文章编号：１００６—９３４８（２０１６）０４—０４１９—０５
计算机仿真
２０１６年４月
海上舰艇作战虚拟视景图像系统仿真研究
王昂（河南中医药大学信息技术学院，河南郑州４５００４６）
摘要：对海上舰艇作战虚拟视景图像系统进行仿真研究，可以解决视景显示节点的画面不连续的问题。对海上舰艇作战虚拟视景图像系统进行仿真的过程中，采集的视景图像，容易受到像素分布、亮度、颜色等信息的影响，使机器视觉发生偏移，提取的视景图像特征与真实特征相差甚远。传统方法主要是对海洋视景目标特征进行分类实现视景仿真的，导致降低了三维虚拟海洋视景仿真的真实度，海洋视景仿真效果差。提出采用多层次细节（ＬＯＤ）渲染和网格高分辨率重构的三维虚拟海洋视景仿真技术。通过分析三维虚拟海洋视景仿真的内部结构参数体系，构建了三维虚拟海洋的物理模型，改进ＬＯＤ渲染和网格高分辨率重构算法，并进行偏移量测试，得到三维虚拟海洋的全局最佳重构路径，并对三维虚拟海洋视景仿真和机器视觉的动态视点进行观测，完成视景切换和全局视景监测，实现三维虚拟海洋视景仿真在机器视觉中的应用。仿真结果表明，采用改进方法能提高三维虚拟海洋视景仿真的真实度。关键词：三维虚拟海洋；视景仿真；机器视觉；渲染中图分类号：ＴＰ３９１．９文献标识码：Ｂ

虚拟海战场中场景生成与实时显示技术研究

维普资讯
第３第ｌ期２卷２
文章编号：０９４（０６１００ｏ１６— ３８２０）２— ０４一５０
计算机仿真
２６２Ｏ年１月Ｏ
虚拟海战场中场景生成与实时显示技术研究
ｒｑｉｅｎｓｏｈｅｌ— ｔｉｌｔｎｅｕｒｍｅｔｆｔｅｒａｉｓｍｕａｉ．ｍｅｏＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｓａｃａａｔｆｌＶｉｕｌｏｅｎｂｔｅｉｄ；Ｓｅｅｓｍｕａｉｎ；３ｎｉｄｌｇｌｅｃｎｉｌｔｏＤｅｔｔｍｏｅｉｙｎ
ｂｔｅｎｒａｉｆｄｌｎｎｅ — ｔｈｒｃｅｓｉｓｏｉｌｔｎｉｅｔｅｈｏｇｏｌｔｄｓｍｕａｉｎｅｗｅｅｌｙｏｔｍｏｅｉｇａｄｒａｌｉｃａａｔｒｔｆｓｍｕａｉｓｓｔｄｔｒｕｈａｃｍｐｅｅｉｌｔｍｅｉｃｏｌｏ
视Hale Waihona Puke 仿真的本质是将仿真过程以三维动画的形式表现
１引言
随着信息技术的迅猛发展，传统的战场概念已被“ 信息”
出来，和普通三维演示动画不同的是，景仿真主要侧重于视仿真过程和结果的实时表现和交互，而把仿真模型的逼真度
为了能满足仿真运算处理和实时表现所物化，未来战场信息的表现形式是立体的、多层次的。研究要求放在次要位置上，往往耍损失模型表现的逼真度；普通三维演更复杂的系统和对现有的系统进行更深入的研究成为仿真的一致性要求，

可见光遥感图像海面目标自动检测关键技术研究

可见光遥感图像海面目标自动检测关键技术研究随着人类对海洋资源的深入开发和利用，海洋目标的自动检测技术日益受到重视。

可见光遥感图像作为一种常用的海洋目标监测手段，其自动检测技术具有重要的实际应用价值。

本文将围绕可见光遥感图像海面目标自动检测的关键技术展开研究，旨在提高海洋观测的效率和准确性。

首先，图像预处理是可见光遥感图像海面目标自动检测的重要步骤。

由于可见光图像受到云雾、大气湍流等因素的影响，其图像质量经常较低。

因此，需要对图像进行预处理以提高图像的质量。

预处理包括图像增强、噪声去除、图像配准等步骤。

图像增强通过调整图像的亮度、对比度、色彩等参数来提高图像的视觉效果，使得海面目标更加明显。

噪声去除可以通过滤波方法、小波变换等技术来减少图像中的噪声，提高图像的信噪比。

图像配准是指将多幅图像进行对准，以消除由于拍摄角度和位置变化而引起的图像差异，使得海面目标在图像中的位置相对固定。

其次，特征提取是可见光遥感图像海面目标自动检测的核心环节。

通过分析海面目标在图像中的空间信息、颜色和纹理等特征，可以有效地区分目标和背景，从而实现目标的自动检测。

在空间信息方面，常用的特征包括形状、尺寸和方向等。

形状特征可以通过边缘检测或区域分割等技术提取，描述目标的轮廓信息。

尺寸特征可以通过目标的长度和宽度来描述，用于判断目标的大小。

方向特征可以通过目标的朝向角度来描述，用于判断目标的朝向。

在颜色和纹理方面，可以使用颜色直方图、颜色矩等特征来描述目标的颜色信息，使用纹理特征如灰度共生矩阵、小波纹理等来描述目标的纹理信息。

最后，目标检测是可见光遥感图像海面目标自动检测的关键技术之一。

目标检测是指在给定图像中找到目标的位置和范围。

常用的目标检测方法有基于阈值的方法、基于模型的方法和基于深度学习的方法等。

基于阈值的方法通过设置适当的阈值来判断目标的像素值是否属于目标范围，从而实现目标的检测。

基于模型的方法通过构建目标的统计模型或几何模型来进行检测，常用的方法有统计学习方法、SVM等。

分布式虚拟海战场仿真关键技术研究

在这种模型中，浪高是与水平位置和时间相关的一
个随机变量ｈ（Ｘ，ｔ）。对于水平位置Ｘ（，）处，其
点在整个海区网格模型中的水平位置（ｍ，）ｍ＝ＣａｍｅｒａＰｏｓｉｔｏｎ． ∥ 网格长ｎ＝ＣａｍｅｒａＰｏｓｉｔｉｏｎ．ｙ／网格
行ＶＥ系统的技术 … 。在这种环境中，处于不同地
性问题。本文以海良统计学模型为基础，采用视点
相关的ＬＯＤ模型对海浪网格进行拓扑，并利用Ｂｒｅ．
ｓｅｎｈａｍ画线算法对海面进行裁减，有效提高了大面
积海浪视景生成的速度和逼真度；基于Ｗｉｎｓｏｃｋ的ＴＣＰ／ＩＰ协议，采用多播技术，大大减轻了网络负载，并根据分布式虚拟海战场中实体运动特点，应用推
２０１２年１Ｏ月１１日收到
实体建模的方法。
１．１海浪统计学模型海浪统计学模型是基于对海浪实际观测的
统计学结果，并基于海浪的高度场可分解为一系列具有不同振幅和相位的正弦波和余弦波。这种分解有两个特点，一是分解出的振幅值有非常好的数学和统计特性，易于建模；二是计算上，使用快速傅里叶变换（ＦＦＴ）及其逆变换，提高实时计算速度。
＠
２０１３Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｅｎｇｒｇ．
分布式虚拟海战场仿真关键技术研究

海战场环境下模型快速显示技术研究

（）１几何数据用于确定三维形体在欧氏空间中的位置与大小，如顶点ｖ的坐标（，，）边ｅ的方向矢量（ｅ，、ｆ的法矢量（Ｆ，。各ｘｙｚ、ｅ，ｅ面ｎ，ｎ１个组成元素（顶点、、之间可以互相导出。譬如，边面）一条边ｅ可由两个相邻的顶点之差求得，一个面何用该面上的至少３个顶点来表示，点ｖ就顶
义。
虚拟海战场环境系统开发内容可大致分为两部分：一是战场环境和实
体的三维建模，二是实体模型的仿真驱动。实现框架如图１其所示。需要解决的具体关键技术大致有：武器装备三维模型的建立、海洋自然环境及战
场特效的建模与实时显示、视景节点与分布式仿真系统通信接口的设计开
体的交互场景。本文采用两种方法可以对仿真实体进行建模：纹理贴图映：
射法和子程序法。
纹理贴图映射法，是将特效纹理图像按照其位置压盖在仿真实体模型之上。这种方法虽然易于实现，但是图像自身的弱点使得视点越接近越看不清楚，这样就难以精确地表达仿真交互场景。这种方法用于视点较远的
３船体模型设计方法、
３１预处理．
仿真交互场景。子程序法，是通过程序的方法来实现标准的场景绘制接口，
从而实现对仿真交互场景的绘制。采用子程序法来实现仿真交互场景的绘制其最大的缺点是不便于修改。的优点在于能将大量的绘制方法应用到它仿真交互场景的绘制中，如粒子系统方法。它具有很强的连续性和真实感。为了便于管理仿真交互场景特效建模的结果，我们同样建立了场景特效库。场景特效库由特效纹理库和特效组件库组成。４结柬语、可视化作为一项新兴技术正在蓬勃发展，将使科学研究工具和环境它进一步现代化。通过虚拟环境中的船体可视化建模技术这种方法，在船舶模拟训练、船舶的可靠性实验等方面提供科学有效的帮助，有重要的意具

虚拟海战场环境中爆炸效果的实现

第15卷第6期2001年12月　华　东　船　舶　工　业　学　院　学　报(自然科学版)Journal of East China Shipbuilding Institute(Natural Sciences Edition)Vol115No16Dec.2001文章编号:1006-1088(2001)06-0044-04虚拟海战场环境中爆炸效果的实现姚　煜,林剑柠,王　弈,曾芬芳(华东船舶工业学院电子与信息系,江苏镇江212003)摘　要:使用基于物理建模的方法创建爆炸波的可视化模型,并实现了海战场环境中爆炸效果的演示。

关键词:虚拟技术;仿真;爆炸;海战场中图分类号:TP39119 文献标识码:A0　引　言计算机3维图形视景实时生成技术是现代仿真器和虚拟现实系统共同的技术基础,特别是在军事系统中,该技术的应用更显示出其优势并成为一种新的发展趋势[1]。

随着计算机技术和仿真技术的发展,虚拟现实逐步在军事上得到了广泛的应用。

美国先后开发了SIMN ET、N PSN ET、CCTT等,为军队提供舰艇、飞机、坦克及步兵团的综合模拟训练系统。

模拟训练系统的实现,可以使用户沉浸在计算机生成的逼真的、身临其境的虚拟环境中,它不但可以取代部分实兵训练和演习,节省开支,而且加强了训练的广度与强度,可以快速掌握新武器,新技术,提高训练效果与战斗力[2]。

在虚拟战场中,被击中的作战实体往往产生爆炸现象,能否逼真而实时地生成爆炸动画,直接影响虚拟战场的真实感。

爆炸现象在许多工业中使用广泛,但真实的爆炸耗费巨大,危险性高,难于控制,无法恢复原状,于是爆炸效果便成为可视化与物理仿真的选择对象[3]。

爆炸可以粗略地分割成两个可视化效果:爆炸云团和冲击波。

爆炸云团是一个突然爆发的火球,或者说是在爆炸中被推向外端的微小粒子集。

爆炸冲击波是由爆炸内部的化学反应产生的向外快速扩张的气体产生的。

爆炸的一个重要的可视方面就是它产生的爆炸波,虽然其本身几乎不可见,但它导致周围物体向外的加速运动、变形和破损现象是显而易见的。

SAR电子对抗实时视景仿真技术研究与应用的开题报告

SAR电子对抗实时视景仿真技术研究与应用的开题报告一、选题背景及意义目前，随着无人机、导弹、战斗机等各种飞行器的广泛应用，电子对抗技术的研究已经成为了军事领域中一个非常重要的方向。

在电子对抗技术的研究中，SAR（合成孔径雷达）电子对抗是一个非常重要的方向，该技术可以帮助军方在战斗中实时获取敌方军事目标的相关信息，以便更好地进行决策，并在战斗中打击敌方军事目标。

为了更好地进行SAR电子对抗的研究与应用，我们需要开发可靠的实时视景仿真技术，该技术可以在仿真环境中模拟出不同场景下的SAR电子对抗情况，从而帮助军方进行战术决策，提高指挥决策的准确性和实战能力。

二、研究内容及形式本文的研究内容主要集中在SAR电子对抗实时视景仿真技术的研究与应用，包括以下几个方面：1、SAR电子对抗的基本原理研究。

2、SAR电子对抗实时视景仿真系统的需求分析与设计。

3、基于Unity3D游戏引擎的实时视景仿真系统研究。

4、实时视景仿真器中敌我双方数据信息的交互与处理。

5、基于仿真结果的实时决策分析方法研究。

采用文献研究、实验分析和案例研究等方法，对SAR电子对抗实时视景仿真技术进行了详细的研究，并为军方提供了相关的仿真系统和决策分析方法，从而帮助军方更好地进行战术指挥。

三、预期目标及可行性分析本文的预期目标主要包括以下三个方面：1、开发出一款基于Unity3D的SAR电子对抗实时视景仿真系统，该系统可以在仿真环境中模拟出不同场景下的SAR电子对抗情况，以帮助军方进行战术指挥。

2、提出一种基于仿真结果的实时决策分析方法，该方法可以根据仿真结果提供实时决策支持，帮助军方更好地进行战术指挥。

3、通过相关实验的验证，验证SAR电子对抗实时视景仿真技术的可行性和有效性。

本文的预期目标是可以实现的，因为该技术已经成熟，并且可以通过实验进行验证，同时，该技术还有非常广阔的应用前景，可以为军方提供更好的战术指挥支持。

四、研究计划及进度安排本文的研究计划及进度安排主要是分为以下几个阶段：1、研究阶段（2周）：对SAR电子对抗实时视景仿真技术的相关文献进行分析和研究，明确SAR电子对抗实时视景仿真技术的核心原理和技术要点。

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（．ｖｌｅｔ１ＮａａＡｇｎＯ伍ｃｕｉｅ．ｕｉｌ０：ｅｉＷｘａＷｘ４６ｌｎＡｒ２
２ＪａｇｕＡｕｏｔｎＲｅｅｒｈＩｓｉｔｆＩＬａｙｎａｇ２２０，ｉａ．ｉｎｓｔｍａｉｓａｃｎｔｕｅｏＣ，ｉｎｕｇｎ２０６Ｃｈｎ）ｏｔＣＳ
关键词：海战场；视案实时生成；数据平滑技术；记录回放中图分类号：Ｔ３１Ｐ９．９文献标识码：ＡＤ：０９９．ｓ．６３３１．０００．１ＯＩｌ．６￣ｉｎ１７．８９１．０５３ｓ２４
ｓｅｅｓｍｕａｉｎｉｃａａｔｆｌ．ｎｎｒｄｃｄｔｅｐａｔａｉｔｎｆｅｔｆｈＯｔｒｅＲｅｓｌｈｗｅｈｔｃｎｉｌｔｎｏｅｎｂｔｌｉｄａｄｉｔｕｅｈｒｃｉｂｌｙａｄｅｆｃｓｏｅＳｆｗａ．ａｕｔｓｏｄｔａｏｅｅｏｃｉｔｓｔｅｒｓｌｅｓｈｍｅｆｈｓａｅｒｕｈｕｅｓｈｓｃｍｍｏａｉ，ｒｃｉａｉｔｎｅｅａｉａｉｎｈｏｖｃｅｓｏｉｐｐｒｏｇｔｔｙａｏｅｔｂｏｋｎｌｙｐａｔｂｌｙａｄｇｎｒｌｔ．ｔｃｉｚｏＫｅｒｓｏｅｎｂｔｅｅｄｓｅｅｒａ．ｉｅｅａｉｎｄｔｍｏｔｉｇｔｃｎｌｇ；ｅｏｄａｄｒｐａｙｗｏｄ：ｃａａｔｆｌ；ｃｎｅ１ｍｅｇｎｒｔ；ａａｓｏｈｎｈｏｏｙｒｃｒｎｅｌｙｌｉｔｏｅ
Ａｂｔａｔｔｉｉｏｔｎｈｔｓｅｅｓｍｕａｉｎｂｃｍｅｏｓｒｃ：ＩＳｍｐｒｔｔａｃｎｉｌｔｅｏｓｃｍｍｏｎｌｘｔ．ａｄｉｒｆｃｓｒａｉｉａｌｈｏｎｅａｏｎａｄｆｅｉｙｎｔｅｅｔｅｌｔｌｙｔｅｃｕｔｒｌｓｃｐｏｅｓｏｃａａｔｆｅｄａｄｉｌｙｕｓｃｕｔｒｅｆｃｆｔｅｂｔｓｄｓｏｔｃｎｅｅｄｉａｔｆｌ．ｅｐｐｒｒｃｓｆｏｅｎｂｔｅｌ，ｎｔａｏｔｏｎｅｆｅｔｏｈｉｅｆａｔｋａｄｄｆｎｎｂｔｅｅｄＴｈａｅｌｉｏｈａｌｉｂｇｎｔｅｅｒｈｈｒａ－ｉｇｎｒｔｎｔｃｎｌｇｆｓｅｅｓｍｕａｉｎｎｃａａｔｅｅｄｔｒｕｈｏｔａｅｕｏｒｓａｃｔｅｅｌｍｅｅｅａｉｅｈｏｏｙｏｃｎｉｌｔｉｏｅｎｂｔｆｌ．Ｉｔｏｏｌｉｂｏｇｔｕ
深入研究，给出了各关键技术的解决方案，并以此开发了海战场视景仿真软件，最后简要介绍了该软件的适应性和效果。实践证明，所提的视景仿真的实体动态生成、视点控制、网络数据平滑、视景数据记录与回放等技术的解决方案具有通用性、实用性和可推广性。
Ｒｅｅｒｈｏａ—ｉｎｒｔｎＴｅｈｏｏｙｏｃｎ－ｅｎＢａｔｆｌｓａｃｆＲｅＩｔｍｅＧｅｅａｉｃｎｌｇｎＳｅｅｆｒ０ｃａｔｅｅｄｏｏｌｉ
ＬＩＺｈｅ — ｕ１ＺＨＡＩＹｏｎＣＵｎｇｙ．ｇ．Ｕｉ
Ｖｅａｂｓｄｓｆｒｒｍｅｒｆｓｅｅｓｍｕａｉｎｆｒｏｅｎｂｔｅｅｄａｄｒｓａｃｅｅｐｙｔｅｅｋｙｔｃｎｌｇｅｇ — ａｅｏｔｅｆａｗｏｋｏｃｎｉｌｔｏｃａａｔｆｌ，ｎｅｅｒｈｄｄｅｌｓｅｅｈｏｏｉｓｗａｏｌｉｈｏｔｙａｔｍａｉｇｎｒｔｎｖｅｏｔｌｇｎｔａａｓｏｈｎ，ａａｒｃｒｉｇａｄｒｐａｉｇｉｅｌｉｅｅａｉｎｆｎｉｕｏｔｅｅａｉ，ｉｗｓｃｎｒｉ，ｅｔｍｏｔｉｇｄｔｅｏｄｎｎｅｌｙｎｎｒａ — ｍｅｇｎｒｔｅｔｃｏｏｎｄｔｏｐｏｅｓｏｃｎｅｅｏｍｅｔａｄｂｏｇｔｕｅｏｖｃｅｓｏｉｋｙＡｔｌｓ，ｈｕｈｒｄｖｌｐｄａｓｆｒｆｒｃｓｆｅｅｄｖｌｐｎ，ｎｒｕｈｔｓｌｅｓｈｍｅｆｈｓｅｓ．ｔｔｅａｔｏｅｅｏｅｏｔｅｏｓｏｒｔａｗａ

海战场视景实时生成技术研究
刘征宇，翟永翠
（１．海军驻无锡地区军事代表室，江苏无锡
摘
２４６；ｌ０ｌ
２２０２０６）
２中国船舶重工集团公司江苏自动化研究所，江苏连云港．
要：为了使三维视景仿真具有通用性、灵活性，以三维的形式逼真反映海战场的对抗过程，展现攻防双方在
第３２卷
第４期
指挥控制与仿真
ＣｏｍｍａｄＣｏｔｌＳｍｕａｉｎｎｎｒ＆ｉｌｔｏｏ
Ｖ１２Ｎ０４Ｏ．３．
Ａｕ２０１ｇ．０
２１年８００月文章编号：１７－８９２１）４０６－５６３３１（０００・０１０
战场中的对抗效果，针对海战场中的视景实时生成技术展开研究，提出了基于Ｖｇ海战场视景仿真软件框架，ｅａ的对视景仿真实时生成过程中的实体动态生成、视点控制、网络数据平滑、视景数据记录与回放等关键技术进行了