文章编号
基 于 OSG 的 飞 行 仿 真 系 统 视 景 平 台 的 研 究 与 开 发
郭佳
郭连成
张丽
刘春
中航工业沈阳飞机工业 集团 有限公司辽宁 沈阳中航工业哈飞公司飞机总装厂 黑龙江 哈尔滨沈阳航
空航天大学 航空宇航工程学院辽宁 沈阳
摘要分析了飞行仿真系统的特征并对其应用需求进行分析在此基础上完成了系统视景平
台的规划与设计 采用 OpenSenceGraphOSG 开源场景图形库对视景平台进行开发针对需求
分析实现了飞行仿真系统视景平台各模块的基本功能
关键词 飞行仿真视景系统OSG开源场景图形库
中图分类号V
doijissn
文献标识码A
飞行仿真系统是设在地面能模拟飞行器空中
飞行状态的装置它也是典型的人在回路中的仿
真系统人在回路中的仿真是操作人员在系统回
路中进行操纵的仿真试验
将飞行仿真系统
作为主要训练手段具有节省能源经济安全不受
气象条件和场地限制等优点 另一方面利用飞
行仿真系统可以对正在研制或预研制的飞机进
行仿真飞行仿真的反馈结果可用来指导飞机的
设计
在飞行仿真系统中视景系统需为驾驶员提
供一个真实的场景因为视觉为驾驶员提供
以上的有用信息 视景系统产生座舱外的景象
包括建筑物道路地形等同时能模拟雨雪雾
等气象条件以及白天夜晚等不同时刻的景象
视景系统是整个飞行仿真系统的核心并占有非常
重要的地位 视景系统内容的丰富度逼真度清
晰度都会影响飞行仿真系统的质量和飞行训练
效果
本系统采用 OSG 视景仿真软件开发OSG 是
一个开源场景图形库主要为应用程序提供了场
景管理和图形渲染优化的功能 它使用可移植的
ANSI C 编写并使用工业标准的 OpenGL 底
层渲染 API因此 OSG 具备跨平台性 使用 OSG
开发能明显地减少费用开源就意味着免费并且
没有知识产权问题 OSG 主要由两大部分组成
一部分是场景的组织管理和遍历另一部分是对
收稿日期
作者简介郭佳 男辽宁沈阳人助理工程师主要研究
方向虚拟现实与计算机仿真飞行器数字化制造技术飞机装配
工艺E mailzerocom
场景的渲染技术及不可见面的剔除排序和场景
模型的层次细节等
在性能方面OSG 提供一
个能优化场景绘制的非常优秀的框架 在开发效
率方面OSG 完成了许多原来用户需自己完成的
琐碎而复杂的工作
视景平台的总体规划与设计
首先按照软件工程的思想对系统平台进行
需求分析 根据需求分析的要求划分系统平台各
模块并根据面向对象的方法对类进行划分 最
后确定软件开发环境特别是开发平台的选择
系统需求分析
视景仿真是一种集图形自然交互等技术于
一身以营造与客观世界高度类似的虚拟环境为
重要内容并进行各种应用的系统
因此本系
统应具备如下功能
跟踪飞行员的位置并接受其控制命令的
输入
系统应能够接受飞行员姿态及控制指令的输
入并将该输入送至处理设备为实时仿真提供必
要的飞行控制参数进行实时仿真处理 为了达
到有沉浸感的效果系统必须具有自然友好的人
机交互能力 这种交互形式的要求是尽量让操作
者感到是在真实环境中进行操作
强大的图形处理能力
由于飞行仿真系统的重要目的之一是营造逼
真的虚拟环境因此需要大量的三维图形计算其
计算量非常庞大 在这种情况下飞行仿真系统
必须具有强大的仿真运算和图形处理能力
实时输出系统仿真结果
年月
第卷第 期
沈阳航空工业学院学报
Journal of Shenyang Institute of Aeronautical Engineering
Aug
VolNo