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自动驾驶模拟器视景生成技术研究

王伟  
【摘要】:自动公路系统(Automated Highway System,AHS)是智能运输系统(Intelligent Transportation System,ITS)领域中技术难度最大的子系统,近年来已成为研究的热点。已有众多研究机构对车辆的自动导航与控制进行了研究,但受场地、天气以及资金等因素的影响,往往不能获得理想的试验效果。因此考虑在室内环境下,利用计算机技术、控制技术、声像技术来模拟汽车自动行驶环境,不但可以减少人力、物力和时间的消耗;并能有针对性地进行专项实验,直观生动的显示实验过程和结果。 本文介绍了自动公路系统在国内外的研究情况,驾驶模拟器及模拟器视景系统的发展现状,同时阐述了自动公路系统模拟器研究的意义;介绍了本实验室开发的自动驾驶模拟器系统,并指出视景仿真系统是自动驾驶模拟器系统的重要组成部分之一;介绍了视景仿真的技术基础和优化技术,选用了三维建模软件Creator和视景驱动软件Vega作为视景开发平台。详细阐述了基于交通流的模型在视景仿真系统中的实现方法,并详细介绍了一种碰撞检测技术在模拟器横向定位中的应用。 通过上述研究,完成了以下工作: (1) 利用多边形建模工具建立了多套三维场景,即实验场场景、高速公路场景、城市道路场景。同时完成了路网的数字化; (2) 参与开发了一台自主研制的半实物自动驾驶模拟器,实现了驾驶模拟器的自动转向系统; (3) 利用Vega API以及面向对象程序语言设计、实现了自动驾驶模拟器虚拟视景演示系统; (4) 对主车运动进行了描述,利用跟车模型实现了对其它车辆运动的控制; (5) 利用简单的三维模型来替代车道中心的磁信号;利用碰撞检测技术,测量自动驾驶模拟器相对于车道中心线的偏差,为自动驾驶模拟器横向控制模型提供输入量,实现了自动驾驶模拟器中模拟器横向定位。


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