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基于HLA飞行模拟指挥练习器的研究与设计

作　者: 刘建德
导　师: 江国华
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: HLA 仿真建模飞行指挥语音识别自动飞行
分类号: V216.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着计算机技术和仿真技术的不断发展,模拟仿真的应用也越来越广泛,同时由于仿真规模和仿真数量的增加,许多问题靠单个仿真系统已经无法解决。高层体系结构HLA便是在这种情况下产生的,HLA的主要特点体现在互操作和重用性,解决了仿真系统的灵活性和可扩充性问题,并且可以将实况仿真、虚拟仿真和构造仿真集成到一个综合的仿真环境中来满足大系统的仿真需要。本文在介绍了HLA的相关知识后,给出了通用的基于HLA的飞行指挥系统框架。详细阐述了联邦成员的模块组成,并完成了系统的FOM/SOM开发。系统利用微软语音开发平台,通过多种渠道不断减小识别词库,从而大大提到了语音识别率,同时采用了余度技术,避免语音“罢工”,造成非人为中断。飞行轨迹方程通常采用动力方程,其实现不但非常困难,而且有的只是理论上可行,却与实际飞行相差甚远。本文利用实际飞行数据,采用多项式加修正方程对飞行轨迹进行分段模拟,从而实现自动飞行,并达到了十分理想的效果。联邦成员内部采用UDP通信,为了加强关键数据的可靠性,本文利用链表实现了新的通信机制。联邦成员间的数据传输由RTI负责,但为了保障系统的实时性,同时减轻RTI通信负担,设计了协同通信原则,在不影响仿真效果的同时,大大降低了通信数据量。基于上述技术和设计思想,第五章给出了系统的具体实现,并对联邦成员间数据通信进行了测试,验证了系统能够满足实时仿真要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-12
第一章绪论  12-15
  1.1 分布交互仿真发展现况  12-13
  1.2 选题背景  13
  1.3 课题研究目的及意义  13
  1.4 本文的主要研究工作  13-14
  1.5 组织结构  14-15
第二章高层体系结构（HLA）技术框架  15-28
  2.1 HLA 基本概念  15-16
    2.1.1 HLA 的组成  15
    2.1.2 HLA 的基本思想  15-16
    2.1.3 HLA 的主要特点  16
  2.2 HLA 规则  16-17
  2.3 HLA 接口规范  17-24
    2.3.1 联邦管理  17-18
    2.3.2 声明管理  18-20
    2.3.3 对象管理  20-22
    2.3.4 时间管理  22-23
    2.3.5 所有权管理  23-24
    2.3.6 数据分发管理  24
  2.4 HLA 对象模型模板  24-25
  2.5 运行支撑环境  25-26
  2.6 联邦执行数据文件  26
  2.7 框架程序的运行过程  26-27
  2.8 本章小结  27-28
第三章基于HLA 的系统框架  28-39
  3.1 设计背景  28
  3.2 飞行指挥概述  28-30
    3.2.1 基本定义  28-29
    3.2.2 机场目视辅助航设备  29
    3.2.3 塔台指挥员的工作内容  29-30
    3.2.4 指挥水平判断  30
  3.3 联邦系统框架  30-31
  3.4 联邦成员功能模块设计  31-33
    3.4.1 控制系统  31-32
    3.4.2 计划表系统  32
    3.4.3 语音识别和语音合成系统  32
    3.4.4 口令输入  32
    3.4.5 飞行模块  32-33
    3.4.6 RTI 接口模块  33
    3.4.7 视景系统  33
  3.5 联邦成员的主要类  33-34
  3.6 联邦的FOM/SOM 设计  34-35
  3.7 系统流程  35-38
  3.8 本章小结  38-39
第四章系统关键技术  39-50
  4.1 高语音识别率  39-41
    4.1.1 微软语音识别  39-40
    4.1.2 指挥口令特点  40
    4.1.3 拆分识别指令  40
    4.1.4 实时更新识别词库  40
    4.1.5 抗噪音技术  40
    4.1.6 余度技术  40-41
  4.2 自动飞行  41-45
    4.2.1 一般动力学运动方程  41-42
    4.2.2 飞行轨迹的实现  42-45
      4.2.2.1 标准轨迹  43-44
      4.2.2.2 非标准轨迹  44-45
    4.2.3 灵活调度  45
    4.2.4 “误差”飞行  45
  4.3 对话与指令分析  45-46
  4.4 减少协同传输数据  46
  4.5 关键数据安全  46-49
  4.6 本章小结  49-50
第五章系统实现  50-61
  5.1 系统功能  50-51
  5.2 硬件环境  51-52
  5.3 软件环境  52-58
    5.3.1 3D Studio MAX  52-54
    5.3.2 DMSO RTI 1.3  54-55
      5.3.2.1 RTI 环境变量设置  54-55
      5.3.2.2 配置联邦成员  55
    5.3.3 Speech SDK 5.1  55-57
    5.3.4 DirectX 9.0c  57-58
  5.4 系统运行  58-59
  5.5 联邦成员数据测试  59-60
  5.6 本章小结  60-61
第六章全文总结和展望  61-63
  6.1 总结  61
  6.2 展望  61-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
在学期间的研究成果及发表的学术论文  67

基于HLA飞行模拟指挥练习器的研究与设计

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