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非水平路面虚拟驾驶真实感表现方法的研究

2020-12-28阅读(237)

非水平路面虚拟驾驶真实感表现方法的研究

论文摘要

随着虚拟现实技术和计算机技术的发展,许多系统可以通过构建逼真的三维场景来表现和模拟真实的环境。虚拟驾驶系统是一种能提供真实驾驶环境的、使驾驶员能正确模拟汽车驾驶并获得与实车相同感觉的类汽车模型。为了满足虚拟驾驶的真实感和沉浸感的要求,不仅虚拟场景中的车辆、建筑和道路等三维对象需如实表现其几何形状和基本特征,而且需要对虚拟场景中的车辆在所处的三维道路中的姿态进行实时的调整。尤其是在非水平路面上驾驶时,需要保证车辆能始终贴着地面行驶,使其达到与道路的完全匹配,满足用户视觉的要求,增强虚拟驾驶时的真实感,并且有着广阔的发展前景和应用领域。本文以虚拟交通试验环境为平台,研究了在非水平路面上虚拟驾驶真实感的表现方法。主要的工作总结如下：首先,创建了比较逼真的虚拟交通环境和场景管理模型。运用Multigen Creator软件,建立了高架桥、地下隧道等非水平路面模型和水平路面及圆弧形路面模型,并对场景中的道路网络进行了分类和描述。此外还建立了建筑、树木、河流等三维静态模型,并对场景中的模型进行统一的管理。虚拟交通场景提高了视景仿真的效果,增强了在非水平路面虚拟驾驶真实感的视觉效果。接着,建立了适用于驾驶模拟器的汽车动力学模型。并在EON Studio 5.0仿真平台中,通过Joystick节点获取G25游戏控制杆的输入参数,采用JavaScript编程语言并结合Visual C++编译系统,解决了在非水平路面汽车动力学模型的路面输入问题,实现汽车动力学可视化仿真。然后,利用碰撞检测原理,阐述了虚拟汽车在非水平路面上的交通信息获取技术。并且建立了虚拟汽车在行驶过程中的地形匹配模型,实现了场景中虚拟汽车在非水平路面上的行驶。最后,利用虚拟现实开发平台EON Studio 5.0和Visual C++6.0高级编程语言的有机结合,在Windows XP操作系统上开发了能适用于在非水平路面上的虚拟驾驶仿真系统。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • CONTENTS
  • 第一章 绪论
  • 1.1 选题背景与研究意义
  • 1.1.1 选题背景
  • 1.1.2 研究意义
  • 1.2 非水平路面虚拟驾驶真实感国内外研究现状
  • 1.3 论文主要研究内容
  • 1.4 课题来源
  • 1.5 论文的章节安排
  • 第二章 三维虚拟交通场景的搭建
  • 2.1 三维静态虚拟场景的建模
  • 2.1.1 使用Multigen Creator建立城市建筑模型和道路模型
  • 2.1.2 运用3DS Max建立汽车模型和交通灯模型
  • 2.1.3 运用EON Studio把模型导入
  • 2.2 交通灯功能及原理
  • 2.3 虚拟场景中道路网络的描述
  • 2.4 虚拟交通场景的管理
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 虚拟交通场景下汽车动力学建模和运动分析
  • 3.1 引言
  • 3.2 汽车动力学模型的建立
  • 3.2.1 发动机模型
  • 3.2.2 传动系统模型
  • 3.2.3 转向系模型
  • 3.2.4 制动系模型
  • 3.2.5 轮胎模型
  • 3.2.6 车身动力学模型
  • 3.3 虚拟汽车运动变换及分析
  • 3.3.1 三维空间中汽车位姿变换理论
  • 3.3.2 虚拟汽车位姿变换及速度变化仿真模型
  • 3.3.3 汽车行驶方向变化仿真模型
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 非水平路面虚拟驾驶真实感的关键技术
  • 4.1 基于碰撞检测的虚拟汽车交通信息获取技术及地形匹配
  • 4.1.1 实时碰撞检测技术
  • 4.1.2 EON Studio的碰撞检测节点
  • 4.1.3 基于碰撞检测的驾驶信息获取方法
  • 4.1.4 基于碰撞检测的地形匹配
  • 4.2 智能自主汽车的行驶
  • 4.2.1 智能自主汽车识别虚拟交通环境中道路网格的原理
  • 4.2.2 智能自主汽车驾驶行为的实现
  • 4.2.3 非水平路面智能自主汽车的行驶
  • 4.3 虚拟用户汽车驾驶模拟
  • 4.3.1 虚拟驾驶平台介绍
  • 4.3.2 虚拟用户汽车驾驶模拟的实现
  • 4.3.3 非水平路面虚拟用户汽车的行驶
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 基于非水平路面虚拟驾驶系统的开发
  • 5.1 系统架构与整体规划
  • 5.2 基于EON Studio虚拟驾驶仿真系统开发
  • 5.2.1 EON Studio平台
  • 5.2.2 EON Studio中Script节点及编程
  • 5.3 VC++与EON Studio之间信息传递
  • 5.3.1 EONX控件的创建
  • 5.3.2 Visual C++与EON Studio之间的通信
  • 5.4 非水平路面汽车虚拟驾驶仿真的实现
  • 5.4.1 智能自主汽车在非水平路面下的仿真实现
  • 5.4.2 虚拟用户汽车在非水平路面下的仿真实现
  • 5.4.3 非水平路面下汽车虚拟驾驶仿真效果
  • 5.5 本章小结
  • 总结与展望
  • 全文总结
  • 工作展望
  • 参考文献
  • 作者在攻读硕士学位期间发表的论文
  • 致谢

    • 相关论文文献

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