基于Unity3D的多旋翼飞行器模拟训练系统设计

马忠丽，吴丽丽，李嘉迪，曾玥涵，赵俊楠

成都信息工程大学 控制工程学院，四川 成都 610225

在越来越多领域得到广泛应用的基于Unity3D(U3D)开发的虚拟仿真系统为学习者提供了丰富的学习环境和条件。Wang等[1]提出U3D在虚拟仿真和虚拟现实等方面具有广泛应用的价值。Wang等[2]设计了基于Unity3D的飞机飞行控制系统虚拟装配仿真系统，实现了虚拟装配和模拟飞机控制系统等，降低了学习成本。杨鑫科等[3]设计的基于Unity3D的虚拟反恐排爆机器人，实现了反恐排爆机器人结构认知、装配操作和运动控制等功能，有较好的沉浸性与交互性。从较早机电时代开始，飞行器模拟器就被运用到飞行员的飞行训练中。随着虚拟现实技术发展，模拟飞行训练系统实现了接近真实系统的模拟效果[4]。模拟系统一般利用计算机渲染与物理运算技术，生成逼真、动态的可交互虚拟训练环境，模拟飞行器实际运动飞行状态，再结合用户操作行为，使用户沉浸到虚拟环境中[5]。目前，飞行器模拟训练系统已经被广泛应用到农业无人机灌溉操作训练[6]、电力电线无人机巡检操作训练[7]和军事士兵无人机探测的先行操作训练等领域上[8]。针对多旋翼飞行器爱好者前期飞行操控训练要求，本文设计了基于U3D的多旋翼飞行器飞行训练仿真系统，采用Solidworks制作多种类多旋翼飞行器模型，经CINEMA 4D渲染后导入U3D，通过运动场景虚拟、物理系统模拟、运动控制仿真和外部输入设备操控，实现了多旋翼飞行器飞行训练沉浸式体验。……