水下机器人因其在水下方面的重要应用已成为各个国家研究的重点,水下机器人的视景仿真技术在机器人的研究中具有重要的作用。本课题以国际水下机器人大赛为真实原型,以OPENGL为图形接口,以VS2010为仿真平台,设计开发了应用于本比赛的虚拟视景仿真系统,真实的模拟了大赛的比赛流程。本课题的主要研究内容如下:首先,结合本课题设计开发的背景和国际无人水下机器人大赛的规则标准,在仿真需求方面做一分析,然后构建本仿真体系的整体结构,接着对仿真体系进行模块划分和设计,最后总结出本仿真实现过程中需要克服的重难点。其次,研究水下机器人视景仿真中涉及到的核心技术以及有关算法方面的设计,对机器人比赛中需完成的撞球任务加入碰撞检测算法,该算法同时也用于避障,利用矢量运算这一数值计算方法实现机器人运动过程中的位置解算,利用消隐和缓存技术确定仿真场景中物体相互之间的空间位置关系,使用纹理映射方法实现场景中对象的外观图片显示。再次,利用视点变换技术实现了单一视点、多视点、多角度、全方位的动态观察方法,设计了在比赛过程中可以任意切换视点进行局部和全局观察场景的方案。虚拟比赛环境下,将视点与机器人绑定,实现了场景漫游。最后,以VC界面作为软件开发平台,结合OpenGL和3DMax三维建模工具编写程序完成本机器人的虚拟仿真,并在仿真场景中添加特效,使得仿真界面更加逼真、流畅,更具吸引力。仿真结果证实,本仿真体系界面实用,实现了本大赛的基本功能需求。仿真中采用常用的设计模式使得系统框架可复用,并具有高度的灵活性和可移植性,便于后续开发过程中功能的扩充。