52000字硕士毕业论文多警察综合作战虚拟训练平台研究

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：52000字

论点：漫游,模拟,系统

论文概述：

本文在剖析了虚拟理想技术在国内外开展及应用状况的根底上，分离详细状况，开发了多警种合成作战指挥虚拟演练平台，包括抓捕现场环境三维实体建模和人物建模，完成虚拟现场抓捕功用。

论文正文：

第一章是绪论

1.1课题及研究意义

1.1.1课题研究意义
公安逮捕工作将面临许多复杂情况。特别是在多警察联合作战中，由于每个作战单位都有自己的直接领导和指挥，每个作战单位都有自己的特点和分工，指挥官有必要更好地把握宏观层面。逮捕计划的实施将对整个案件乃至社会产生重大影响。事实上，几乎没有关于多警察抓捕策略的培训。每个战斗单位都执行自己的职能，并根据指挥官的命令行动。它缺乏对具体行动计划的宏观控制。因此，工作中经常会出现由于协调不当而导致的工作失误。当这些错误严重时，它们将导致操作失败和无辜的伤亡。
常规逮捕培训和研究受到各种实际条件的限制，浪费财政资源，效率低下。警察抓捕迫切需要一个模拟训练、战术研究和指挥系统。目前，虚拟现实技术在军事训练中得到广泛应用，但在公安工作中仍未得到广泛应用。本项目系统通过模拟捕获场景，允许相关人员模拟场景，设计和模拟各种条件下可能出现的情况，研究各种条件下相应的战术方案。它大大提高了战术研究的效率和科学性，也有利于各作战单位进行战术训练和快速掌握战术。

1.1.2多警察联合作战虚拟演练平台概述
本项目系统通过总结一线团队实地调查和办案的相关经验，推广远程指挥思维模式和专业业务技术理论。利用军用电子沙盘理论和数学模型，研究开发了一个能够模拟捕获场景、分配任务和演示三维效果的环境分析系统。系统采用开放式模型设置，可以直接输入现场环境，并将其转换为系统的基本元素。通过基本模型和基本元素的转换，可以模拟不同的环境，达到接近实际环境的效果。该系统直接在现场使用，携带方便。

1.2本课题的研究目标和内容
本课题的研究目标是通过输入实际的场景环境来模拟一个可以被修改、反复演示、输出(输出视频文件)、全方位观看(360°方向)并具有3D(三维)效果的场景环境，从而实现犯罪现场的案件重建模拟。仿真实现了对捕获点侦察、攻击任务分配、攻击效果仿真等实战方案的演示。系统采用开放式模型设置，可以直接输入现场环境，并将其转换为系统的基本元素。通过基本模型和基本元素的转换，可以模拟不同的环境，达到接近实际环境的效果。.............................................
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第二章多警察综合作战虚拟演练平台的设计与分析

2.1系统功能分析
1)虚拟场景的创建与漫游。根据场景的实际情况，建立模拟场景的真实感三维模型，实现虚拟场景的实时驾驶。实现了可控漫游和自动漫游两种漫游模式。在可控漫游模式下，漫游器可以自由改变观察者的视角和位置，控制观察者在虚拟场景中漫游；在自动漫游模式下，系统根据设定的路线自动漫游；在漫游过程中，可以实现可控漫游模式和自动漫游模式之间的切换以及不同观察者主要位置之间的切换。
2)实现场景模拟。在虚拟场景中，根据实际场景设置虚拟人物和场景，根据需要设置每个运动物体的运动条件，模拟一些自然现象和物理现象，使系统能够模拟整个战术过程。
3)建立完善的碰撞检测(不是本文的研究内容)。在可控漫游模式下，漫游到场景中时，漫游器控制的观察者在触摸场景中的物体和墙壁时会做出必要的反应，从而增加了漫游到场景中的真实感。
4)模拟过程中可以拍摄截图和视频。截图和视频应该有一定的清晰度。以便能够打印、存档、观看、学习和编辑以后的视频。

2.2 MultiGen Creator 3D场景建模软件

2.2.1 3D建模软件分析

下面分析几款典型软件:
(1) AutoCAD: AutoCAD是一款开放式的CAD软件包，用它绘制图形具有极高的精度，AutoCAD的双精度浮点运算可以精确到小数点后16位，无论您编辑图形的频率有多高，都可以保持图形的准确性。它提供丰富的基本绘图对象，具有完善的绘图和编辑功能，并包含AutoLISP语言、ADS和ARX开发系统，有利于用户进行二次开发。AutoCAD提供了多种界面文件(如SCR)。DXF、国际种族研究中心等。)以促进与高级语言的信息交换或与其他计算机辅助设计系统的图形转换。在绘图设置和输出方面，AutoCAD可以将三维模型输出为符合行业标准的精美工程图，在同类软件中表现突出。然而，它的缺点是在灯光渲染和动画功能上不如3DS Max强大。
(2) 3DStudioMax: Autodesk公司的3DStudioMax是一款3d动画软件，多年来也一直在3d仿真中使用。它支持windows 95/98和windows nt平台，具有多线程计算能力，支持多处理器并行计算，丰富的建模和动画能力，拥有优秀的素材编辑系统。.............................
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第三章野外虚拟场景三维模型的建立与优化.............................25
3.1虚拟场景三维模型的建立........................................................25
3.2数据预处理..................................................................................26
3.3 3DS最大构建模型.....................................................................27
3.4 CREATOR流程模型....................................................................28
3.4.1场景数据库层次结构....................................................................29
3.4.2实例化技术....................................................................................30
3.4.3外部参考技术................................................................................31
3.4.4纹理映射技术.................................................................................32
3.5虚拟场景三维模型的优化........................................................34
3.5.1实时场景生成技术.......................................................................34
3.5.2模型结构的优化.....................................................................35
3.5.3详细技术水平................................................................................35
第四章虚拟场景漫游的实现........................................................37
4.1虚拟场景漫游的概念.....................................................................37[/溴/]4.2建立基于MFC的织女星场景驱动程序..............................38
4.3自动漫游的实现.................................................................................40
4.3.1设置自动漫游路径...................................................................40
4.3.2自动漫游的实现................................................................................41
4.4漫游控制的实现.....................................................................41
4.4.1可控漫游概述...................................................................41
4.4.2可控漫游的实现.....................................................................42
4.5漫游模式和观察者位置转换..........................................................42
4.5.1漫游模式的切换.....................................................................43
4.5.2观察员位置转换...................................................................44

摘要；
经过一段时间的测试，获得了以下结果:精确建模的模拟需要很长时间，一般需要一到两天，但是模拟效果非常好。参与案件处理的人员可以通过系统快速熟悉地形，而无需前往现场，对现场环境有真实深刻的了解，指挥官也可以根据系统与各作战单位协调，做出令人满意的战术决策；建模仿真实现得非常快。通常，模拟过程可以在几个小时内完成。仿真效果不足以准确建模。它适用于大多数人员熟悉的环境，并可用于产生快速响应。每个场景的模拟一般可以通过几次演练熟悉战术安排，配合默契达到预期效果。通过测试，我们也得出了另一个结论:对于场景模拟来说，建模是最关键的部分。地形环境的真实性和完整性在办案人员掌握办案环境、安排和理解战术直至战术在实际办案中成功应用和执行中起着关键作用。
分析介绍了多警察联合作战虚拟演练平台的开发研究过程。在当前多警察联合作战训练和战术研究的基础上，提出了课题系统的功能设计方案，并在分析相关软件的基础上确定了系统的设计方法。……
警察实战演练系统实际上就是由此开发出来的，它将各种地形与战术演练结合起来，为各级领导做出指挥决策提供了一个更加直观的平台，在公安实战中发挥着重要作用。
当然，该系统仍需进一步改进。更现实的地形图的建立和更多警察的参与将提高该系统的实用性。此外，对风和雨、水模拟和爆炸等各种效应的模拟需要进一步改进。作为一个更加完善的多警察联合作战虚拟演练平台，网络功能应予以补充。不同的用户可以在不同的地方登录系统，并可以控制具有相应权限的警力。终端之间提供通信模块，以方便用户之间的信息交换。开发或引用城市三维地图并将其与系统集成；向现场调查员添加定位装置，并与三维环境相结合，以便指挥官能够清楚地看到团队成员的活动。

参考文献
[1]周瑞程小静、陈宗基，战术任务规划系统研究，控制与决策，2004年，第19卷第4期，
[2]蒋在明，综合飞行推进控制初步研究，北航空航空航天大学。2004
[3]吴贾珠等.可视化仿真技术及应用。Xi安:西安电子科技大学出版社，2001。
[4]埃利斯。什么是虚拟环境。IEEE计算机图形与应用1994。
[5]创造刺激，多重性别。2001年8月。
[6]创建模拟模型，多重网格。Ang，2001。
[7]石交英。虚拟现实基础与实用算法[M >，北京:北京科学出版社，2002。76-80
[8]和平鸽子工作室。OpenGL三维图形系统开发实用技术[M]，北京:清华大学出版社2003，153-170
[9]杜健。MFC框架下基于Vega的导航仿真系统可视化驱动程序的开发([)，大连:大连海事大学，2005.3
[10]任董卿。赵明辉。场景模型的建立与快速显示[]大庆石油学院学报，2002.6，26(2):56-59
[11]李俊，王邵丽。基于Vega的场景驱动软件的分析与设计[(J)，系统仿真杂志2003，15 (3): 397-400，411 [/BR/] [12]杨建国，基于MULTIGEN和VEGA的王成虚拟现实技术(J)，计算机仿真，2003，20(11):75-77
[13]范兆伟，实时碰撞检测技术研究！杭州:浙江大学，2003.10
[14]肖丹建筑场景的实时漫游和日照模拟[D]，杭州:浙江大学，2002
[15]柳岩。三维虚拟人行为控制关键技术研究[博士，天津:天津大学，2003.1