WIZUALIZACJA DANYCH ZE STRZELA RAKIETOWYCH Z WYKORZYSTANIEM SYSTEMÓW CAx

Transkrypt

1 mgr in. Jacek WARCHULSKI mgr in. Marcin WARCHULSKI Wojskowa Akademia Techniczna, Wydzia( Mechatroniki WIZUALIZACJA DANYCH ZE STRZELA RAKIETOWYCH Z WYKORZYSTANIEM SYSTEMÓW CAx Streszczenie: W referacie przedstawiono moliwoci wykorzystania systemów CAx w procesie wizualizacji danych ze strzela rakietowych przeciwlotniczego zestawu rakietowego NEWA SC. Przeanalizowano moliwo& zastosowania interfejsu programowania ActiveX Automation w procesie automatyzacji zada grafiki. VISUALIZING OF MISSILE FIRE DATA BY USING OF CAx SYSTEMS Abstract: In this paper possibilities of using of CAx systems to visualizing of missile fire data of NEWA SC antiaircraft missile system are presented. Possibility of ActiveX Automation programming interface application for automation process of graphical tasks is analyzed. 1. WPROWADZENIE W warunkach )wicze* poligonowych istotne znaczenie w ocenie stanu technicznego sprz+tu i wyszkolenia obs(ug bojowych przeciwlotniczych zestawów rakietowych ma moliwo.) obiektywnej weryfikacji wyników zada* ogniowych. Weryfikacja ta moe by) realizowana na wiele sposobów. Jednak w przypadku poligonu bez specjalistycznego oprzyrz0dowania jest to moliwe tylko na podstawie informacji ze stacji radiolokacyjnej stacji naprowadzania rakiet. Zestawy rakietowe wyposaane s0 w specjalistyczn0 aparatur+ do rejestracji danych o.ledzonym celu i rakietach naprowadzanych na.ledzony cel. Na podstawie tych danych mona oceni) rezultaty realizacji zada* ogniowych. Dla procesu wizualizacji danych ze strzela* rakietowych zaproponowano wykorzystanie systemów CAx oraz w(asnych programów komputerowych. Dla realizacji powyszego celu wykorzystano: - program AutoCAD jako serwer automatyzacji OLE (czyli aplikacj+ sterowan0 przez inny program komputerowy), - program NEWA AutoCAD Tor lotu jako klient automatyzacji (czyli program który w.rodowisku oprogramowania AutoCAD wprowadza trajektori+ ruchu rakiet przeciwlotniczych i celów powietrznych), - program 3ds Max dla wizualizacji ruchu rakiet przeciwlotniczych i celów powietrznych.

2 2. WPROWADZANIE TRAJEKTORII RUCHU CELU I RAKIETY W PROGRAMIE AUTOCAD Program AutoCAD ma wielu uytkowników i zajmuje znacz0ce miejsce w graficznym zapisie konstrukcji. W programie AutoCAD istniej0 moliwo.ci programowania czynno.ci zwi0zanych z obs(ug0 danych, automatyzacj0 zada* grafiki, wykonywaniem i dzieleniem informacji o rysunku z innymi aplikacjami. Napisanie programu do realizacji szczegó(owego zadania zwykle wymaga na pocz0tku wi+kszego nak(adu pracy, jednak wysi(ek ten przy pó?niejszym wielokrotnym wykorzystaniu napisanego programu jest op(acalny. Pisanie aplikacji dla programu AutoCAD w.rodowisku Windows jest moliwe za pomoc0 wbudowanych w niego narz+dzi programistycznych (np..rodowisko programowania VisualLisp oparte na j+zyku AutoLisp [2]) jak i j+zyków programowania ogólnego zastosowania (Delphi [1] czy C++). W procesie wprowadzania w programie AutoCAD trajektorii ruchu celu i rakiety przeciwlotniczej wykorzystano interfejs automatyzacji OLE. Przez poj+cie automatyzacji OLE (OLE Automation) definiuje si+ moliwo.) programowego sterowania obiektami innego programu oraz protokó(, za pomoc0 którego dany program moe uzyska) dost+p do obiektu znajduj0cego si+ w innym programie. Automatyzacja zatem umoliwia sterowanie jedn0 lub wieloma aplikacjami przy uyciu innych aplikacji. Aplikacj+ sterowan0 nazywa si+ serwerem ze wzgl+du na to, e to ona udost+pnia obiekty automatyzacji OLE. Natomiast aplikacj+ steruj0c0, wykorzystuj0c0 obiekty aplikacji sterowanej, nazywa si+ klientem. Aby mona by(o korzysta) z metod i obiektów interfejsu uywaj0c programu zewn+trznego, niezb+dne jest nawi0zanie po(0czenia z serwerem OLE programu AutoCAD. Mona to zrealizowa) za pomoc0 wywo(ania funkcji CreateOleObject, która tworzy obiekt udost+pniaj0cy obiekty programu AutoCAD. Z programu zewn+trznego mona uzyska) dost+p do aktualnie otwartego rysunku (otwartego dokumentu) za pomoc0 funkcji GetOleObject, która udost+pnia obiekty aktywnego programu. Uzyskanie po(0czenia z serwerem OLE dla programów pisanych w Delphi jest moliwe za pomoc0 wykorzystania modu(u PolaczAutoCAD [1]. W module tym procedura PolaczZACAD pozwala uzyska) dost+p do uruchomionego obiektu aplikacji. Bardzo wanym fragmentem kodu procedury jest wywo(anie funkcji GetActiveOLEObject i CreateOleObject, których parametrem jest wersja numerowa programu AutoCAD wykorzystywanego jako serwer automatyzacji. Fragment kodu modu(u PolaczAutoCAD wykorzystuj0cy powysze funkcje dla programu AutoCAD 2010 przedstawia si+ nast+puj0co [1]: unit PolaczAutoCAD; // AcadApp := GetActiveOLEObject('AutoCAD.Application.18'); // je.li AutoCAD jest uruchomiony to naley stworzy) obiekt AcadApp := CreateOleObject('AutoCAD.Application.18'); //

3 2.1. Wykorzystanie oprogramowania AutoCAD i programu dedykowanego NEWA AutoCAD - Tor lotu. Powysze procedury i funkcje wraz z interfejsem automatyzacji OLE zosta(y wykorzystane przy opracowania programu testowego NEWA AutoCAD - Tor lotu [3], który umoliwia wprowadzenie trajektorii lotu rakiety przeciwlotniczej oraz celu w programie AutoCAD. Kolejno.) wykonywanych czynno.ci przy wykorzystaniu programu NEWA AutoCAD - Tor lotu przedstawia si+ nast+puj0co: 1. uruchomienie programu AutoCAD aplikacji sterowanej przez powyszy program komputerowy, 2. uruchomienie programu NEWA AutoCAD Tor lotu programu który w.rodowisku AutoCAD wprowadza trajektori+ ruchu rakiet przeciwlotniczych i celów powietrznych, 3. wczytanie danych ze strzela* rakietowych zawartych w plikach *.rbn, 4. wyg(adzenie trajektorii ruchu rakiety oraz celu poprzez edycj+ przestrzennych polilinii i dopasowanie ich geometrii do krzywej g(adkiej (splajnu) operacja ta jest niezb+dna w przypadku uycia powyszych trajektorii jako.cieek ruchu w procesie pó?niejszej wizualizacji, 5. zmiana trajektorii ruchu rakiety oraz celu z obiektu typu przestrzenna polilinia na krzyw0 g(adk0 typu splajn, 6. zapis trajektorii ruchu w pliku w formacie *.dwg (format pliku programu AutoCAD). Wygl0d i dzia(anie programu NEWA AutoCAD - Tor lotu pokazany jest poniszych rysunkach: Rys. 1. NEWA AutoCAD Tor lotu wczytanie danych ze strzela* rakietowych

4 Rys. 2. Trajektoria lotu rakiety przeciwlotniczej i celu (widok izometryczny) 3. WYKORZYSTANIE OPROGRAMOWANIA 3DS MAX DO WIZUALIZACJI RUCHU RAKIET PRZECIWLOTNICZYCH I CELÓW POWIETRZNYCH. Dla procesu wizualizacji ruchu rakiet przeciwlotniczych i celów powietrznych zaproponowano wykorzystanie oprogramowania 3ds Max. Algorytm wykorzystania oprogramowania 3ds Max jest nast+puj0cy: 1. uruchomienie oprogramowania 3ds Max, 2. import trajektorii lotu rakiety przeciwlotniczej i celu powietrznego z pliku AutoCAD (*.dwg), 3. do(0czenie do projektu modeli celu powietrznego i rakiety przeciwlotniczej, 4. przypisanie wi+zów poruszania si+ celu i rakiety do ich trajektorii ruchu przez wykorzystanie kontrolera animacji (Path Constaint), 5. rendering i zapis animacji ruchu rakiety przeciwlotniczej oraz celu. Nieodzownym zadaniem w powyszym algorytmie jest wcze.niejsze utworzenie modeli celu powietrznego i rakiety przeciwlotniczej. Wprowadzone w programie 3ds Max trajektorie ruchu oraz modele rakiety przeciwlotniczej oraz celu przedstawione s0 na poniszym rysunku.

5 Rys. 3. Trajektorie lotu z do(0czonymi modelami rakiety przeciwlotniczej oraz celu powietrznego Czas renderowania ruchu rakiety przeciwlotniczej oraz celu zaley od rozdzielczo.ci tworzonej animacji i wykorzystywanego sprz+tu komputerowego zapis animacji danej sceny moe trwa) od kilku minut do kilku godzin. 4. WNIOSKI Oryginalna polska aparatura i oprogramowanie do rejestracji pracy zestawu rakietowego, analizy wyników realizacji zada* ogniowych i wizualizacji wyników strzela* pozwala na rejestracj+ cennych danych dotycz0cych procesu naprowadzania rakiet na cele powietrzne (aby nie by(y one bezpowrotnie tracone). Przygotowanie i przeprowadzenie startu rakiety to efekt wielomiesi+cznego szkolenia kilkudziesi+ciu ludzi i koszt rz+du kilku milionów z(otych. Aparatura i oprogramowanie umoliwiaj0ce rejestracj+ i przetwarzanie parametrów obwodu naprowadzania rakiet pozwala na przeprowadzenie analizy jako.ciowej i ilo.ciowej procesów zachodz0cych w zestawie rakietowym podczas strzela* rakietowych. Przyczynia si+ tym samym do zwi+kszenia naszego stanu wiedzy o procesie eksploatacji posiadanego przez si(y zbrojne RP uzbrojenia rakietowego. Na potrzeby wizualizacji danych ze strzela* rakietowych w systemie CAx, niezb+dna jest: - identyfikacja uk(adu okre.lania wspó(rz+dnych celu i rakiet stacji naprowadzania rakiet (SNR), - identyfikacja sposobu rejestracji danych ze strzela* rakietowych, - identyfikacja parametrów uk(adu wyliczania komend SNR i ich powi0zanie z po(oeniem rakiety i celu, - analiza moliwo.ci automatyzacji zada* grafiki na potrzeby wprowadzania trajektorii ruch celu i rakiety przeciwlotniczej,

6 - opracowanie w systemie CAx modeli celów powietrznych oraz rakiety przeciwlotniczej. Uzyskane wyniki identyfikacji powyszych zagadnie* pozwalaj0 na wykorzystanie systemów CAx w procesie wizualizacji ruchu rakiet przeciwlotniczych i celów powietrznych. Bibliografia: 1. Wies(aw Czyyki, Edward Lisowski: Automatyzacja zada* grafiki za pomoc0 Delphi, 2002, Helion. 2. Marek Dudek: AutoLISP Praktyczny kurs, 1997, Helion. 3. Jacek Warchulski, Marcin Warchulski: Program NEWA AutoCAD Tor lotu, Warszawa, 2009, Wojskowa Akademia Techniczna.