【摘 要】
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履带式汽车具有路况范围广、牵引效率高、接地比压小和通过能力强等优点而被工程领域广泛采用。但因其机械化和自动化的程度较高,作业操纵复杂,对驾驶者的操作水平有很高的要求
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履带式汽车具有路况范围广、牵引效率高、接地比压小和通过能力强等优点而被工程领域广泛采用。但因其机械化和自动化的程度较高,作业操纵复杂,对驾驶者的操作水平有很高的要求,需要投入大量的人力、物力和财力。因此,集合了虚拟现实、运动仿真和视景仿真等先进技术的履带式汽车虚拟驾驶训练系统,能够有效弥补实车训练受时间、地点、环境等因素限制的不足,具有安全、经济、环保,高效等优点,已逐渐成为履带式汽车驾驶培训领域研究的重点。本文根据履带式汽车驾驶训练的特点,对视景仿真和运动建模等关键技术进行研究,在此基础上设计并实现了履带式汽车虚拟驾驶训练系统,达到改善驾驶培训效果,增强系统实时性、交互性和沉浸感的目的。本文所取得的成果包括以下几个方面:首先,根据驾驶训练的功能要求提出系统整体设计方案,并对相关的建模技术、图像显示变换过程以及场景渲染技术进行研究,为设计与实现系统功能提供技术支持。同时,通过对不同工况下履带式汽车受力情况的分析,建立了动力学数学模型和实时操纵模型,为实现运动仿真奠定了理论和编程基础;其次,为了解决以往视景仿真系统图形界面单一,交互性和沉浸感差等问题,本文采用四叉树LOD算法动态构建三维场景地形,使用天空圆顶结合纹理映射技术创建天空体,设计多视口显示切换以及碰撞检测的方法对场景进行优化,提高渲染速度;最后,本文采用3DSMAX作为几何建模工具,Visual C++6.0编程语言结合OpenGL图形接口工具,设计并实现了具有训练评价,仪表显示、视觉特效和声音特效的虚拟驾驶训练系统。系统经验证,达到了针对履带式汽车进行驾驶训练的目的,视景画面流畅,真实感强,有效改善了系统的实时性、交互性和沉浸感。
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