● 摘要
综合自然环境SNE (Synthetic Natural Environment)作为各个领域仿真应用的支撑环境,对提高仿真的互操作性、可重用性和可靠性有着重要的影响。SNE建模与仿真已成为现代仿真的一项必不可少的关键核心技术。SNE的多分辨率建模与仿真是对现有SNE建模与仿真的重要延伸,实现了对大尺度、大数据量的SNE的多尺度表达,能够有效提高运算效率和存储效率,在现代仿真中具有广泛的应用前景。
小波分析法是对Fourier变换的一项重要拓展,是一项重要的信号分析手段。小波分析法具有更好的局部化特性,能够在时域和频域提取出信号的细节信息并从不同尺度观察信号的演变情况,与多分辨率分析的思想一致。利用小波分析法所具有的的特性,本文提出了小波多分辨率建模方法,并给出了小波函数、小波变换方式以及边界延拓方式的选取方法。
本文采用小波分析方法,针对SNE中典型的大气和地形环境进行了相关研究工作,建立了基于小波分析法的DEM多分辨率建模方法和基于小波分析法的大气环境多分辨率建模方法。依据环境模型的特点,给出了小波参数选取的具体实现方法,并通过仿真实验得到了两种环境下的最佳的小波变换参数。最后选取高山DEM地形和某块区域大气环境的温度属性给出了对两种环境的多分辨率建模实现并进行了算法效率分析。
最后,本文将地形和大气多分辨率建模方法应用到飞行器航路规划中,提出了一种多分辨率规划方法。该方法将小波分析法引入到飞行环境区域的多分辨率表达和对飞行代价函数的多分辨率逼近中,通过仿真实验说明能够有效的提高设备的存储效率和运算性能,对在线动态规划和离线静态规划均具有重要的价值。最后本文将地形多分辨率建模方法与模拟器中的视景显示相结合,提出了一种基于视点的DEM数据多分辨率表达方法,不仅更为符合人们使用模拟器的认知习惯,更能有效的缓解数据量庞大的问题,起到加速绘制的作用。
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