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虚拟现实建模技术研究及其在汽车驾驶模拟器中的应用
| 论文题名： | 虚拟现实建模技术研究及其在汽车驾驶模拟器中的应用 |
| 关键词： | 虚拟现实;汽车驾驶模拟器;动力学模型;OpenGVS;汽车驾驶培训;虚拟驾驶环境;场景建模 |
| 摘要： | 汽车驾驶模拟器是一种集合了传感器技术、计算机技术、三维实时动画技术、计算机接口技术、人工智能技术、数据通信技术、网络技术、多媒体技术等先进技术的仿真系统。借助汽车驾驶模拟器，利用先进的计算机仿真技术对驾驶人员进行有效的训练，不仅能有效缓解目前我国汽车驾驶培训系统面临的压力，而且可以避免环境污染，减少能源消耗，降低培训成本，因而具有十分重要的意义。 将虚拟现实技术应用于汽车驾驶模拟训练系统中，通过计算机产生汽车行驶过程中的虚拟场景、音响效果和运动仿真，可以使操作者沉浸在虚拟驾驶环境中，根据虚拟驾驶环境提供的视觉、听觉、触觉感受，构想其驾驶动作，体验、认识和学习现实世界中的汽车驾驶，具有节能、安全、经济等优点，而且培训不受时间、气候、场地的限制，训练效率高、培训周期短。 论文结合汽车驾驶模拟器视景系统的开发，对虚拟场景中的建模技术进行了研究。首先根据系统要求对场景建模工具作出了选择，采用VC++和OpenGVS构建了仿真开发平台，并在此基础上确定了系统的整体开发方案。同时，针对实时仿真的特点，提出了场景模型建立和组织过程中应该遵循的原则。对场景中主要模型的建立过程也做了简要的阐述，指出了实时仿真场景模型建立过程中应该注意的问题。在场景建模过程中，运用了一系列先进的建模技术如LOD技术、纹理映射技术、实例技术以及外部引用技术等，在实现逼真视觉效果的同时，减少了系统资源耗费，提高了系统的运行性能。汽车动力学模型的建立也是汽车驾驶模拟器视景系统开发中的一个重要问题，文中根据汽车理论知识，在对汽车运动过程中的受力状况作出分析之后，建立了汽车的动力学模型，并运用数值算法对汽车运动模型进行了分析。最后，采用OpenGVS对场景进行了驱动，对仿真程序开发过程中的关键技术如场景导入、摄像机跟随、碰撞检测等进行了探讨。 在所开发的视景仿真系统中，文中讨论的建模技术和方法已经获得了成功的应用，兼顾了实时仿真中的沉浸性、实时性和交互性要求，取得了较好的仿真效果。 |
| 作者： | 李安定 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 陈定方 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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