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汽车驾驶模拟器视景仿真系统关键技术研究

孙亮  
【摘要】:本文总结了汽车驾驶模拟器新一代实时视景仿真系统的设计和开发工作。首先给出了该仿真系统实现的软硬件环境,然后在分析了当前驾驶模拟器仿真系统所存在的问题的基础上,详尽地描述了本系统的设计方案与实现策略,同时建立了仿真车辆实体的数学模型,并就车辆的碰撞行为给出了检测方案,接着,论文还就漫游系统的实现及其基础算法进行了系统地阐述,并就本仿真系统的特效处理给出CG语言的实现,最后,总结全文并给出了下一步工作的展望。 作为汽车驾驶模拟器的重要组成部分,汽车驾驶模拟器新一代实时视景系统是一个全新的视景仿真和场景管理系统。它应用了先进的三维实体建模技术、视景仿真技术,并与虚拟现实技术相结合,从而大大地提高了视景仿真的效果。 本论文以“基于分布式虚拟现实技术的汽车驾驶模拟器的研究与开发”等相关课题为背景,应用了三维建模软件MultiGen Creator建造三维模型数据库。通过建立静态对象、动态对象和地域场景的三维模型中引入了基于属性的归类划分方法,即不同属性的对象属于不同的组,相同属性的对象属于同一个组,以便确定对象的属性。 视景仿真系统是以图形开发库OpenGL和视景仿真系统开发软件包OpenGVS为基础开发的,系统中利用了计算机生成汽车运动时虚拟的动态交通场景,进行驾驶员视觉的仿真。新的视景仿真系统既可以生成高质量的图形画面,而且可以使得图形生成迅速、稳定,并降低了适时渲染与运算对图形硬件的要求。视景仿真系统还应用开发软件包OpenGVS提供的交叉检测功能设计开发了地形数据查询程序,利用这个程序的功能可以访问三维模型数据库,计算路面几何特征等物理属性。路面几何特征的信息提取为在汽车驾驶模拟器上实现比较精确的碰撞处理提供了有效的手段。 汽车驾驶模拟器新一代实时视景系统所生成的具备虚拟现实特点的交通场景,增强了仿真试验环境的效果,而它所实现的路面几何和物理属性的探测,解决了非水平路面汽车动力学模型的路面输入问题,为实现汽车动力学仿真奠


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