基于MFC和Vega的導(dǎo)航仿真系統(tǒng)

摘 要：為了加快艦載海上航行的慣性導(dǎo)航仿真，論述一種基于MFC和Vega開(kāi)發(fā)環(huán)境開(kāi)發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)的方法，并且詳細(xì)闡述開(kāi)發(fā)過(guò)程，用于開(kāi)發(fā)艦載海上航行仿真系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)陀螺儀和加速度數(shù)學(xué)模型的建立，完成了慣性器件仿真和艦載航行仿真系統(tǒng)的研究。結(jié)果表明該系統(tǒng)能使設(shè)計(jì)人員很直觀地觀察艦載的航行，航行姿態(tài)，同時(shí)，采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，遵循軟件的開(kāi)發(fā)規(guī)范，驗(yàn)證了平臺(tái)的可行性和有效性，有利于艦載慣性導(dǎo)航仿真的設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的開(kāi)發(fā)也有很好的借鑒作用。
關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；系統(tǒng)仿真；艦載；Vega；MFC；慣性器件

虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，VR)是在信息科學(xué)的飛速發(fā)展中誕生的，其主要特點(diǎn)是將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和系統(tǒng)仿真技術(shù)完美的結(jié)合在一起。其核心是由一些三維的交互式計(jì)算機(jī)生成的環(huán)境組成。這些環(huán)境可以是真實(shí)的，也可以是想象的世界模型，其目的是通過(guò)人工合成的經(jīng)歷表示信息。有了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，復(fù)雜或抽象系統(tǒng)的概念形成可以通過(guò)將系統(tǒng)的各子部件以某種方式表示成具有確切含義的符號(hào)而成為可能，從而有助于人們理解和認(rèn)識(shí)所研究系統(tǒng)的本質(zhì)和動(dòng)態(tài)規(guī)律。

1 虛擬航行仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境
隨著虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)仿真開(kāi)發(fā)平臺(tái)也得到了飛速的發(fā)展。尤其是Multigen―Paradigm公司的實(shí)時(shí)場(chǎng)景管理和驅(qū)動(dòng)軟件Vega，由于它在實(shí)時(shí)視景仿真、聲音仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)及其他可視化領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，成為現(xiàn)在最流行的虛擬環(huán)境開(kāi)發(fā)仿真平臺(tái)。這里研究的艦載海上仿真系統(tǒng)是基于MFC和Vega開(kāi)發(fā)環(huán)境基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的。
Vega是在SDI Performer軟件的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來(lái)的，為Performer增加了許多重要特性。它將易用的點(diǎn)擊式圖形界面開(kāi)發(fā)環(huán)境LynX和高級(jí)仿真功能巧妙的結(jié)合起來(lái)，使用戶以簡(jiǎn)單的操作迅速的創(chuàng)建，編輯和運(yùn)行復(fù)雜的仿真應(yīng)用程序。
Vega是一個(gè)類庫(kù)，每個(gè)Vega類都是一個(gè)完整的控制，該控制結(jié)構(gòu)包含用于處理和執(zhí)行特征等各項(xiàng)內(nèi)容，它以C語(yǔ)言的API形式出現(xiàn)，為軟件人員提供最大限度的軟件控制的靈活性。

2 基于Windows平臺(tái)上Vega應(yīng)用程序的基本框架
Vega的函數(shù)庫(kù)都是基于多線程動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(Mu―tithread DLL)版本的C運(yùn)行時(shí)庫(kù)(Run Time Library)，直接用Windows API進(jìn)行Vega應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)是一個(gè)非常繁瑣的過(guò)程，很多基礎(chǔ)工作(比如窗口的創(chuàng)建，菜單的創(chuàng)建等)都需要自己動(dòng)手寫，大部分的精力被耗費(fèi)在應(yīng)用程序框架的搭建和應(yīng)用程序界面的設(shè)計(jì)上，所以利用可視化的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具(Microsoft VisuaI C++6．0)編寫基于MFC的Vega應(yīng)用程序是非常有必要的。Vega應(yīng)用程序編程接口自帶了必須的頭文件和鏈接庫(kù)，故首先配置Microsoft Vistlal C++6．O的環(huán)境。步驟如下：
(1)添加相關(guān)路徑，打開(kāi)Microsoft Visual C++6．0界面，單擊“Tools”菜單條下的“Options”選項(xiàng)，單擊“Directories”將Vega安裝目錄下的“Inelude”目錄添加進(jìn)來(lái)，單擊“Show directories for”下拉選項(xiàng)，選擇“Library files”項(xiàng)把Vega安裝目錄下的“Include”目錄添加進(jìn)來(lái)。
(2)更改編譯選項(xiàng)，單擊“Project”菜單下的“Set―tings…”選項(xiàng)，將“PrOject Options”中的“MLd”，改為“MD”。
2．1 Vega應(yīng)用程序的基本框架和實(shí)現(xiàn)
典型Vega應(yīng)用程序的框架如圖1所示。