【摘 要】
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汽车驾驶模拟器是进行汽车数字化设计和性能研究的有力工具。虚拟驾驶视景系统作为其不可或缺的重要组成部分,对模拟器的性能好坏起到了关键性作用。针对目前国内已经研制出来
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汽车驾驶模拟器是进行汽车数字化设计和性能研究的有力工具。虚拟驾驶视景系统作为其不可或缺的重要组成部分,对模拟器的性能好坏起到了关键性作用。针对目前国内已经研制出来的视景仿真系统沉浸感、交互性以及实时性不强,从国外成套引进成本又太高的情况,自主研发具有高度沉浸感、交互性以及实时性的视景仿真系统有着十分重大的现实意义。
本文结合虚拟现实技术、计算机仿真技术、图形处理与图像生成技术、信息合成技术和人工智能技术等,按照从理论到应用,从设计到实现的顺序,介绍了视景仿真系统的整体框架和具体开发方案,以模块化的形式进行了系统的功能描述,并采用跨平台的开源图形开发引擎OpenSceneGraph(OSG)结合C++语言,在VC++环境下进行了视景仿真系统的软件开发。本文对人机交互、运动仿真、地形跟随、环境特效、立体显示等多个功能模块进行了详细深入的研究。论文中以汽车动力学与运动学理论为基础,建立了合理的汽车动力学与运动学模型;依据OSG中的射线相交理论,对地形匹配进行方法研究,较好解决了汽车运行过程中的地形跟随问题;完成了粒子系统的层次化结构设计,对每层粒子进行不同的运动学描述,实现了更为逼真的雨雪特效的模拟;实现了驾驶场景在多种模式下的立体显示。
本文开发的汽车驾驶模拟视景仿真系统实时性强、交互方便,具有较好的沉浸效果。为进一步的开发与研究打下了良好的基础。
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