基于Unity3D的虚拟仿真训练系统的设计与实现

作     者：乔毛毛 

作者单位：西安电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘志镜

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：虚拟仿真训练系统 WPF Flash Unity3D 

摘      要：随着计算机技术的飞速发展,计算机仿真技术的发展也日渐成熟,并深入到航天领域,成为了该领域的关键技术之一。运载火箭是航天航空领域一种非常重要的航天器,对参训人员的组织、发射、和测控能力方面提出了更高的要求。特别是发射场区,参训人员只能通过真实的发射任务进行训练和学习,需要耗费大量人力、物力资源。另外,由于实际任务的需要,运载火箭系统的复杂程度不断加深,其中很多设备的工作原理、测试流程、信息传输机制、学习考核和故障排除对于参训人员来讲是个难题,很难深入了解和掌握。因此,迫切需要对系统的工作原理、测试流程、信号传输和飞行过程几个方面进行模拟仿真。利用先进的仿真技术将火箭发射任务的场景和设备运行细节再现,降低训练成本,提高训练效率,为参训人员的平时训练提供方便。本文综合虚拟仿真技术的发展和现实发射任务的需求,首先对国内外虚拟仿真技术的研究成果进行分析,做出一套适合本虚拟仿真系统使用的方案,据此又确定在开发、设计、实现过程中所需要的关键技术,并分析各项技术的优缺点。其次,对本文研究的虚拟仿真系统做出总体概述,并对系统的不同模块和框架做出相应介绍。第三,在系统设计与实现过程中,以WPF为基础,进行界面框架的搭建,利用Flash技术和Unity3D技术,实现火箭测试发射过程可视化的场景仿真,以及一些关键设备的模型和信号传输的仿真。根据每项技术的特点,分析它们各自的优缺点,取长补短进行技术融合。最后,在系统中创造性地将火箭测试发射过程中每个阶段的现场工作环境、关键设备的工作原理、电路电流信号传输和火箭飞行姿态变化等内容真实再现于大屏。目前,该系统已经成功应用于某部队的学习和训练中,为参训人员的学习训练提供了方便,达到了设计系统的预期目标。