李营[1]2005年在《六自由度坦克驾驶模拟器开发》文中研究说明本文对基于虚拟现实的驾驶训练模拟器进行了介绍和研究,并开发了六自由度坦克驾驶模拟器。介绍了虚拟现实的发展与应用,阐述了基于虚拟现实的坦克驾驶模拟器的原理与系统构成,分析并建立了由六自由度并联机器人构成的运动模拟控制系统,建立了坦克虚拟驾驶动力学模型,在Windows 2000 操作系统下,使用Multigen Creator 建立了坦克驾驶模拟器视景系统的场景模型,运用独立于操作系统的叁维图形库和具有良好跨平台移植能力的程序设计语言OpenGL,以及OpenGVS 软件,结合Microsoft Visual C++ 6.0 面向对象的编程技术,设计开发了坦克虚拟驾驶模拟器。通过试验验证,所开发的驾驶运动系统能够实时跟随视景坦克模型的行驶动作,模拟出坦克启动、加速、刹车、转向、颠簸等运动状态,以及开炮时引起的振动。驾驶人员在虚拟驾驶模拟器的座椅上进行模拟驾驶时,能够体验到实际坦克驾驶的各种体感。
吴江[2]2002年在《驾驶训练模拟器视景控制系统的研究与开发》文中指出本论文的研究内容是驾驶训练模拟器系统开发课题的主要部分之一。论文分析了驾驶模拟器研究开发现状，并以可以实用化的低成本驾驶训练模拟器为开发目标，研究分析了目前可用于视景控制开发的相关技术和工具，研究并实现了驾驶训练模拟器视景控制系统的主体部分。 软件系统采用面向对象的开发思想和环境，利用多线程技术，以及系统对时间的处理和响应机制建立了时间驱动的程序控制框架，该程序运行稳定可靠。在场景处理中引入DirectX图形接口和Direct3D保留模式支持实现了视景系统的渲染引擎，利用多视口显示处理技术来模拟车辆前后多个视野，增强了视景模拟的逼真性。系统中还给出了简化的被控车辆运动学模拟，可以实现被控车辆前后、转向、俯仰等基本运动控制；通过对一些较复杂算法的优化和简化处理，不仅保证了视景控制模拟的实时性，而且还能够基本满足初级驾驶训练的运动逼真性要求，并为今后精确的运动和动力学模拟创造了条件。程序框架设计中考虑并初步探讨了对训练者操纵行为的控制和管理，使驾驶训练模拟不仅仅局限于视觉效果的模拟，从而增强驾驶训练的有效性。论文结合数据库处理技术，在系统运行中通过对各种操作和车辆运行情况的信息进行实时处理和管理，完成了对驾驶训练过程的管理和评价。
刘瑞丽[3]2008年在《动感型汽车驾驶模拟器信息采集、处理与视景系统的研究》文中研究说明动感型汽车驾驶模拟器是一种能够正确模拟汽车驾驶动作,并能在主要性能上获得与实车驾驶相同感觉的仿真设备。采用汽车驾驶模拟器与实车驾驶相结合的培训方式,可以提高驾驶培训效率、缩短培训周期。因此,对汽车驾驶模拟器的研制具有十分重要的现实意义。本文针对动感型汽车驾驶模拟器的信息采集、处理与视景系统分别进行了研究。首先,详细介绍了采集对象一汽车驾驶模拟器操纵系统、采集元件的选择和采集电路的设计,完成了对叁踏板、变速操纵机构、转向操纵机构的操纵量信息采集。其次,基于单片机Atmega128设计了电源模块、信息处理电路模块、控制电路模块和通信模块。按照RS422串行数据接口标准设定了通信协议,采用C语言编写了系统程序,完成了操纵系统与主控计算机之间的通信,实现了对汽车组合仪表、车灯等装置的控制。在视景系统研究中,以汽车动力学为基础,通过分析发动机功率、汽车加速度、汽车速度叁者之间的关系,充分考虑了影响汽车运动状态的几个操纵输入量,如挡位、油门、离合、刹车及方向盘的动作状态等,建立了包括动力性方程和操纵稳定性方程的近似4自由度汽车动力学模型,同时,运用法国OKTAL公司开发的SCANeRⅡ软件建立了叁维驾驶场景,并编写了部分特殊驾驶情景控制程序。
江学东[4]2007年在《汽车驾驶模拟器视景系统的研究与开发》文中认为目前，驾驶员非职业化已成为我国交通行业的一个新特点，这就使得培训大量非职业驾驶员的工作变得比较紧迫。然而，按部就班的传统驾驶培训方法太过于呆板和僵化，在讲求时间和效率的社会显然不适合面向大量非职业化驾驶员和有特殊驾驶要求的培训，此外，实车培训需消耗昂贵的油料，还要加上大量的维修费等，而且新驾驶员因操作不当给环境带来的噪音和污染都比熟练驾驶员高得多，这些都是非常现实的，也是迫切需要解决的。汽车驾驶训练模拟器正是这样一种既能提高驾驶员培训水平，又可以降低各种费用的最为有效的训练工具。虚拟现实是一种先进的计算机界面技术，它通过给用户同时提供诸如视觉、听觉、触觉等各种直观而又自然的实时感知交互手段，最大限度地方便用户操作，减轻用户负担，提高整个系统的工作效率。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视景、音响效果和运动仿真，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，显然具有节能、安全、经济和培训不受时间、气候、场地的限制，训练效率高、培训周期短等优点。视景仿真系统是汽车驾驶模拟器的重要组成部分，这个系统主要用于生成汽车运动时虚拟的动态交通场景，进行驾驶员的视觉仿真。它的实时交互性、真实沉浸感和车辆的行驶体感是该驾驶模拟器的重要性能指标。本文针对实际条件和需要，用MultiGen Creator和Vega作为开发汽车驾驶模拟器视景系统的软件平台，重点研究了视景系统软件的模型建立和软件实现。同时，对视景系统模型建立过程中的实例化技术、外部引用技术、纹理映射技术、层次细节技术、自由度技术和布告板技术作了详细的探讨，使视景系统的整体性能得到了显着提高，达到了实时绘制要求。对视景系统实现过程中的多通道显示、车辆的运动和碰撞检测响应作了深入研究。解决了以往汽车驾驶训练模拟器视景系统图形界面单一、图形实时交互性和真实沉浸感差等问题。最后在此基础上完成了汽车驾驶训练模拟器视景系统软件的研究开发工作。最后介绍ODE动力学引擎的特点，针对简化的车辆动力学模型，进一步采用ODE多刚体连接机制，实现了具有一定物理行为特性的车辆模型，并给出了Quest3D中对应主要通道的具体实现方法。
孙亮[5]2006年在《汽车驾驶模拟器视景仿真系统关键技术研究》文中研究说明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。它应用了先进的叁维实体建模技术、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,应用了叁维建模软件MultiGen Creator建造叁维模型数据库。通过建立静态对象、动态对象和地域场景的叁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叁维模型数据库,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
林龙[6]2013年在《环绕式叉车操作训练虚拟现实系统关键技术研究》文中研究指明叉车是一种常用的装卸搬运车辆,现代物流业的飞速发展带来了叉车驾驶员的大量需求,传统的师傅带徒弟的培训方式存在着培训时间长、培训效率低、培训内容不系统等诸多不足,已经不能满足现代企业对叉车司机的培训需求。本文以现代虚拟现实技术为导引,以应用广泛的中小吨位平衡重式叉车为对象,综合运用计算机图形学、软件工程、现代传感与测控技术、叉车运动学与动力学、叉车驾驶操作技术、人机工程学等多学科知识,深入研究了环绕式叉车操作训练虚拟现实系统的关键技术。首先,论文明确了叉车驾驶操作虚拟现实系统开发设计的总体思想和基本原则,分析了系统的功能需求及组成结构,并在此基础上完成了系统软、硬件各组成模块的设计和选型,以驾驶员操作视角为中心,构建了国内首台具有等比例司机室的环绕式叉车驾驶操作虚拟现实系统。第二,以提高系统沉浸感为目标,基于计算机图形学的基本原理,分析了视景系统的组成结构及构建方法,完成了实体模型的构建、优化,研究了叁维投影系统中图像校正及边缘融合技术,实现了虚拟现实场景的实时、逼真的渲染。第叁,基于叉车动力学及运动学的基本原理,以模拟器视景应用为目标,建立了叉车动力学及运动学的模型,并以这些模型为基础,完成了叉车失稳状态模型以及其它突发应激场景模型的研究,实现了叉车司机的应激训练。最后,分析了叉车转向时转向盘力感的产生机理,以叉车动力学和运动学模型为基础,建立了叉车静止及运动两种不同状态的力反馈模型,在此基础上明确了模拟器转向系统的总体功能及组成结构,完成了转向系统所需的电机、传感器的选型以及机械结构设计,实现了转向盘的限位、回正和力感模拟。本文的研究成果已经在实际工程中得到应用,提高了叉车司机的培训质量和效率,取得了较好的社会效益。
姚其昌[7]2005年在《基于六自由度的汽车驾驶虚拟现实系统的开发》文中指出本文结合总装备部项目“大型特种车辆驾驶模拟训练系统”及吉林省杰出青年基金项目(20030108)“六自由度运动在线模拟及同步记录”,主要以提高汽车驾驶模拟器操纵仿真系统对视景仿真系统的快速反应能力,以实现让参与者能产生犹如置身真实环境的体验,即满足叁维虚拟环境沉浸(Immersion)、交互(Interaction)和构想(Imagination)的特征要求为目的。本文采用六自由度摇动装置作为驾驶舱操纵仿真系统,以Multigen 作为叁维建模工具,用Opengvs、OpenGL 开发叁维视景仿真系统,较好地实现了模拟仿真系统所要求的实时交互性和真实的沉浸感。本文重点讨论了驾驶舱操纵仿真系统、计算机控制系统和视景仿真系统的功能、技术原理和实现方法,并通过实验验证了整个系统的实用可行性。
梁坤[8]2005年在《驾驶模拟器危险视景研究》文中研究说明汽车给人类以舒适和便捷等正面效应,同时,也给人类带来交通事故等负面效应。近年来,在我国伴随道路里程的快速增长和机动化水平的飞速提高,交通事故也在大幅度增加。从2000年起,我国因道路交通事故导致的死亡人数连续4年超过10万,交通安全形势非常严峻。 在道路交通事故中,机动车驾驶员因素是造成道路交通事故的主要原因。其中,因超速行驶、占道行驶、无证驾驶、酒后驾驶、疲劳驾驶等造成的交通死亡事故比较突出。道路交通事故死亡人数中,低驾龄驾驶员交通肇事为主。是什么原因使得机动车驾驶员产生驾驶过错,低驾龄驾驶员交通事故高发,这值得我们研究。为保证机动车的行驶安全,研究驾驶员的行为特性、驾驶培训和提高驾驶员交通安全意识就成为道路交通安全的核心问题之一。 人们很难亲历一次事故,所以,在研究道路交通安全和分析道路交通事故时,能使原生事故再现,无疑是一种极具现实意义而特别重要的方法。每个环节在交通事故的演变过程中产生的作用是不同的,通过对交通事故再现的研究,能够发现事故链的症结所在。应用当今的虚拟现实技术就能使人如同亲身经历了事故的全过程,从而清楚正确地找到引发交通事故的真正元凶。 研究驾驶员的行为特征和培训驾驶员时,很多情况下无法在实际道路上体验各种道路危险情况,比如:在城市街道中行人突然横穿道路、机动车不按规定让行导致的碰撞、正常行驶时前方出租车突然刹车后车避让不及导致追尾、在路边停靠的小汽车突然启动驶入行车道等道路交通突发事件等。近年来,随着虚拟现实技术和计算机仿真技术的迅速发展,为开发用于道路交通问题研究的模拟器提供了相关的技术保障。用于研究道路交通安全的驾驶模拟器模拟器,需要设计用于驾驶员行为特性研究和驾驶员高级培训和教练的道路交通虚拟视景系统,需要实现有真实感的动态图形显示和音效合成,显示立体的虚拟环境,以展现驾驶员亲历道路交通突发事件的真实效果,目的在于揭示驾驶员行为与交通事故的相关性规律,防范道路交通事故,为智能交通安全的研究提供一个良好的试验平台。 通过我国道路交通事故统计、事故形态的调查研究,本论文选择了云南部分
朱忠祥[9]2002年在《汽车驾驶训练模拟器视景建模技术的研究》文中进行了进一步梳理本项目是汽车驾驶训练模拟器视景系统的重要组成部分。本文对视景系统中的叁维几何对象的建模技术和场景的调度机制进行了分析与研究，并且开发了汽车驾驶训练模拟器视景系统软件。该软件简单易学、使用方便，不仅包括了驾驶训练中所要求的道路类型和对汽车的各种操作，而且可以判断汽车当前的运行状态，给出相应的提示信息。 依据软件应该具备的基本功能，本软件设计了具有Windows界面风格的图形用户界面。通过该界面可以实现实时控制汽车的运动、改变视点等主要功能。本文对汽车驾驶训练模拟器视景系统数据的特点进行了分析，并且根据其特点，采用数据库和指针数组相结合的方法来组织与管理视景数据。在叁维几何对象的建模中，采用了硬编码与叁维建模工具建模相结合的方法，既加快了图形绘制速度，又节省了大量的软件开发时间。面向对象建模技术(Object Modeling Technology，OMT)、mipmapping、纹理映射和环境效果处理等多种技术的应用提高了视景生成的效率，增加了仿真的可信度和真实度。尤其是运用面向对象思想的封装性、继承性、多态性等特点，方便地实现了对所有道路和场景的表示，从而减少了程序代码，缩短了软件开发时间。采用DirectX叁维图形程序设计方法进行叁维动画图形设计与显示，实现了比较逼真的真实感效果。此外，通过采用页面翻转、多缓冲区技术、区域显示的场景调度方法以及多线程技术，使动画显示更加流畅。
滕贻健[10]2009年在《基于虚拟现实技术的头盔式汽车驾驶模拟器的研究与开发》文中进行了进一步梳理汽车驾驶模拟器,又称为汽车模拟驾驶仿真系统,它集合了虚拟现实技术、机械传动技术、计算机图形学、叁维实时渲染技术、计算机接口技术、数据通信技术等多种先进技术与学科知识,是一个交叉了多项技术的高科技平台。借助于驾驶模拟器,能对汽车—驾驶员—道路(环境)相互作用关系进行研究,也能对驾驶人员进行训练。驾驶模拟器的研究与开发不仅能有效缓解目前我国驾驶培训系统所面临的压力,而且可以避免环境污染,减少能源消耗,降低培训成本,因而汽车虚拟驾驶系统的研究具有理论和实用的意义,其产品开发具有广阔的市场。本文对汽车驾驶模拟器进行了系统的研究。首先,采用面向对象建模原理和方法建出汽车动力学系统各部分的面向对象模型;采用数学建模的方法并运用汽车动力学和运动学理论,构建出汽车动力学模型,为实现汽车运动学和动力学仿真奠定了理论和编程基础。其次,采用叁维建模技术建立了汽车虚拟驾驶仿真系统的场景模型;基于OpenInventor图形开发包和C++编程语言设计了虚拟驾驶场景的层次结构、模型解析、碰撞检测技术、运动相机的控制和实时渲染等基础类库,并对场景模型进行优化处理,构建了汽车虚拟驾驶视景仿真系统。最后,结合汽车运动学理论和实时渲染技术,分析了数据头盔实时跟踪模块与汽车动力学控制模块对视景渲染相机的运动控制;基于数据头盔的SDK和C++编程语言设计了头盔显示器与视景控制模块的接口,实现了相机视口随着汽车的运动和驾驶者的头部转动而实时地进行渲染场景;通过C++语言建立人机交互设备接口,采用汽车方向盘、换档机构、油门踏板、制动踏板和离合器踏板等构成了汽车虚拟驾驶仿真系统的操控系统,准确地模拟汽车在起步、加速、转向、制动以及坡道等各种行驶工况的状态,为汽车虚拟驾驶提供了逼真的仿真环境。
参考文献：
[1]. 六自由度坦克驾驶模拟器开发[D]. 李营. 吉林大学. 2005
[2]. 驾驶训练模拟器视景控制系统的研究与开发[D]. 吴江. 中国农业大学. 2002
[3]. 动感型汽车驾驶模拟器信息采集、处理与视景系统的研究[D]. 刘瑞丽. 北京交通大学. 2008
[4]. 汽车驾驶模拟器视景系统的研究与开发[D]. 江学东. 合肥工业大学. 2007
[5]. 汽车驾驶模拟器视景仿真系统关键技术研究[D]. 孙亮. 武汉理工大学. 2006
[6]. 环绕式叉车操作训练虚拟现实系统关键技术研究[D]. 林龙. 武汉理工大学. 2013
[7]. 基于六自由度的汽车驾驶虚拟现实系统的开发[D]. 姚其昌. 吉林大学. 2005
[8]. 驾驶模拟器危险视景研究[D]. 梁坤. 昆明理工大学. 2005
[9]. 汽车驾驶训练模拟器视景建模技术的研究[D]. 朱忠祥. 中国农业大学. 2002
[10]. 基于虚拟现实技术的头盔式汽车驾驶模拟器的研究与开发[D]. 滕贻健. 山东理工大学. 2009
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