汽车虚拟驾驶模拟器是一种能够真实、准确模拟车辆运动特性,且在听觉、视觉上产生真实驾驶体验的仿真平台,是对虚拟现实、三维图形与视景仿真、计算机、人工智能、车辆仿真、数据通信等先进技术与手段于一体的系统化封装。虚拟驾驶仿真在驾驶人员培训、车辆产品研发、驾驶反应评估等方面都有着大量的应用场景,目前各大汽车厂商及相关科研院所都在这一技术领域展开了大量研究。本论文以虚拟驾驶系统的实现作为研究目标,基于视景仿真、车辆仿真的研究现状,结合最新的技术和相关理论对视景场景实现、汽车动力仿真、车辆碰撞检测、人机交互设计等进行了系统、深入的研究,并取得良好的结果。论文取得的成果及创新点主要有:(1)研究了虚拟现实的关键技术,整理并对比主流设备的优缺点,首次选用基于“Inside-out”空间定位技术的三星玄龙设备与具有最新“Shader”技术的Unity 3D开发引擎作为虚拟驾驶实现的软硬件开发环境,并以此进行具有高度沉浸感的虚拟环境开发。(2)将图像建模与几何建模两种建模方法相结合,用较低的算力开销实现高度真实的视景仿真效果;对视景系统特效技术进行深入研究,实现雨、雪、灯光、声音的仿真,进一步增强虚拟驾驶的可视化效果。(3)利用3DS Max设计车辆模型,基于汽车动力学推导分析车辆的驱动系统,以C#脚本模块化实现车辆的驱动控制并将关键属性参数化。最终在Unity 3D中建立了包括汽车车体、轮胎与四个悬架在内的汽车系统动力仿真,拥有与真实世界高度相符的物理属性。通过Unity 3D中的Nav Mesh技术和Curvy插件以两种思路实现了非用户驾驶的AI车辆。(4)虚拟现实的界面设计规范与艺术审美相结合,设计虚拟驾驶系统的交互界面,实现计时器、碰撞检测、油料检测、速度检测等功能。以键盘、鼠标设备和控制器两种方式实现用户的输入控制,可控制车辆移动、车辆动画、各种辅助功能调用、气候变化、灯光等。通过以上研究工作,实现了基于Unity 3D引擎与虚拟现实技术的虚拟驾驶系统。该系统在实时性、逼真度、沉浸感、交互性上都有良好表现,且功能十分丰富。