本文關鍵詞：車路協(xié)同環(huán)境下交互式視景仿真技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著城市化進程加快,交通擁擠、交通事故、環(huán)境污染等問題已經(jīng)成為世界各國面臨的重要問題。智能交通系統(tǒng)可以從緩解交通擁擠、減少交通事故、降低環(huán)境污染等方面生產(chǎn)可觀的社會和經(jīng)濟效益。車路協(xié)同系統(tǒng)(CVIS)作為智能交通系統(tǒng)(ITS)的重要發(fā)展方向之一,近年來備受國內(nèi)外科研人員關注。車路協(xié)同系統(tǒng)是一個功能復雜的大系統(tǒng),在系統(tǒng)投入使用之前,對系統(tǒng)進行仿真驗證十分必要。隨著仿真技術的發(fā)展,視景仿真技術已經(jīng)深入到生活中的方方面面,在視景仿真技術的基礎上加入交互式仿真的功能將為仿真提供沉浸感十足的仿真體驗。本文結合車路協(xié)同系統(tǒng)仿真與交互式視景仿真技術,構建一個具有直觀顯示、人機交互能力的用戶可參與的交互式視景仿真平臺,從而實現(xiàn)車路協(xié)同系統(tǒng)宏觀仿真和微觀仿真的有機結合,為車路協(xié)同等系統(tǒng)的交通仿真提供一個更有效的途徑。本文主要做了如下工作：(1)搭建了一個三維交通仿真環(huán)境,該系統(tǒng)包括路網(wǎng)、車輛、城市環(huán)境等交通仿真要素。同時使用相關硬件將駕駛員與交通仿真系統(tǒng)中的虛擬車輛聯(lián)系起來,使得駕駛員能夠像駕駛真實車輛一樣駕駛虛擬環(huán)境中的仿真車輛,并完成在仿真環(huán)境中的駕駛等行為。(2)研究了交互式動態(tài)映射模型,該模型使用5DT數(shù)據(jù)手套和VM-i慣性傳感器捕捉駕駛員手臂的駕駛行為,并實時映射為虛擬環(huán)境中的虛擬手臂的行為,在虛擬環(huán)境中響應駕駛員的一些觸碰動作,使得駕駛員仿佛沉浸在虛擬環(huán)境中,還能夠通過人車交互界面為駕駛員提供與駕駛有關的相關參數(shù)、警示信息,提高仿真系統(tǒng)的交互性。(3)建立了有駕駛員參與的交互式視景仿真平臺,該平臺在搭建的三維仿真環(huán)境的基礎上,設計了考慮了駕駛員特性的結合車輛啟動與停車模型的交通流模型,并對設計的平臺的功能進行了分析與測試。(4)基于車路協(xié)同系統(tǒng),制定了車路協(xié)同系統(tǒng)中的典型應用場景,在構建好的交互式仿真平臺上實現(xiàn)了典型場景的交互式仿真。通過本文設計的交互式視景仿真平臺,仿真人員可以參與到車路協(xié)同系統(tǒng)的仿真中來,對車路協(xié)同系統(tǒng)功能進行分析與驗證。將駕駛員添加到交通仿真場景中,能夠為車路協(xié)同系統(tǒng)采集駕駛員數(shù)據(jù),分析駕駛員行為,完成駕駛員訓練等。經(jīng)過仿真測試,本文設計的交互式視景仿真平臺能夠很好地完成上述各個功能,為車路協(xié)同系統(tǒng)的仿真及開發(fā)提供參考。
【關鍵詞】：車路協(xié)同 交互式視景仿真 5DT數(shù)據(jù)手套 VM-i慣性傳感器 車輛跟馳仿真
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U495
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-16
• 1.1 選題背景與意義11-12
• 1.2 視景仿真技術國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文結構與內(nèi)容13-15
• 1.4 本章小結15-16
• 2 車路協(xié)同系統(tǒng)視景仿真基礎16-34
• 2.1 車路協(xié)同系統(tǒng)技術體系概述16-18
• 2.2 視景仿真軟件18-24
• 2.2.1 三維建模軟件18-19
• 2.2.2 三維實時渲染引擎19-24
• 2.3 仿真環(huán)境構建基礎24-29
• 2.3.1 仿真環(huán)境模型構建24-25
• 2.3.2 場景優(yōu)化技術25-29
• 2.4 虛擬駕駛車輛運動模型構建29-33
• 2.4.1 仿真環(huán)境的碰撞檢測29-30
• 2.4.2 車輛控制腳本解析30-32
• 2.4.3 虛擬車輛輸入控制32-33
• 2.5 本章小結33-34
• 3 交互式動態(tài)映射模型研究34-53
• 3.1 5DT數(shù)據(jù)手套概述及應用34-45
• 3.1.1 5DT數(shù)據(jù)手套概述34-35
• 3.1.2 5DT數(shù)據(jù)手套使用方法35-37
• 3.1.3 手勢匹配算法37-45
• 3.2 VM-Ⅰ三維姿態(tài)傳感器概述及應用45-49
• 3.2.1 VM-Ⅰ三維姿態(tài)傳感器開發(fā)流程46
• 3.2.2 四元數(shù)簡介46-48
• 3.2.3 基于四元數(shù)的角度計算方法48-49
• 3.3 交互式動態(tài)映射實現(xiàn)49-52
• 3.4 本章小結52-53
• 4 車路協(xié)同環(huán)境下的交互式視景仿真平臺設計與實現(xiàn)53-75
• 4.1 仿真平臺設計與實現(xiàn)53-62
• 4.1.1 仿真平臺的數(shù)據(jù)來源53-54
• 4.1.2 仿真平臺總體結構與硬件配置54-55
• 4.1.3 仿真平臺交通流模型的構建55-59
• 4.1.4 仿真平臺界面及功能59-62
• 4.2 仿真平臺測試62-70
• 4.2.1 性能測試62-65
• 4.2.2 功能測試65-70
• 4.3 面向典型場景的交互式仿真實現(xiàn)70-74
• 4.3.1 虛擬駕駛場景70-71
• 4.3.2 車輛跟馳場景71-72
• 4.3.3 基于交通信號的車速調(diào)節(jié)場景72-73
• 4.3.4 基于路面狀態(tài)的車速調(diào)節(jié)場景73-74
• 4.4 本章小結74-75
• 5 結論75-77
• 5.1 工作總結75-76
• 5.2 展望76-77
• 參考文獻77-80
• 索引80-82
• 作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果82-84
• 學位論文數(shù)據(jù)集84

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