基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的頭盔式汽車駕駛模擬器的研究與開發(fā).pdf

1、汽車駕駛模擬器，又稱為汽車模擬駕駛仿真系統(tǒng)，它集合了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、三維實(shí)時(shí)渲染技術(shù)、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)與學(xué)科知識(shí)，是一個(gè)交叉了多項(xiàng)技術(shù)的高科技平臺(tái)。借助于駕駛模擬器，能對汽車-駕駛員-道路(環(huán)境)相互作用關(guān)系進(jìn)行研究，也能對駕駛?cè)藛T進(jìn)行訓(xùn)練。駕駛模擬器的研究與開發(fā)不僅能有效緩解目前我國駕駛培訓(xùn)系統(tǒng)所面臨的壓力，而且可以避免環(huán)境污染，減少能源消耗，降低培訓(xùn)成本，因而汽車虛擬駕駛系統(tǒng)的研究

2、具有理論和實(shí)用的意義，其產(chǎn)品開發(fā)具有廣闊的市場。 本文對汽車駕駛模擬器進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。 首先，采用面向?qū)ο蠼Ｔ砗头椒ńǔ銎噭?dòng)力學(xué)系統(tǒng)各部分的面向?qū)ο竽Ｐ?；采用?shù)學(xué)建模的方法并運(yùn)用汽車動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)理論，構(gòu)建出汽車動(dòng)力學(xué)模型，為實(shí)現(xiàn)汽車運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真奠定了理論和編程基礎(chǔ)。 其次，采用三維建模技術(shù)建立了汽車虛擬駕駛仿真系統(tǒng)的場景模型；基于OpenInventor圖形開發(fā)包和C++編程語言設(shè)計(jì)了虛擬駕駛場景

3、的層次結(jié)構(gòu)、模型解析、碰撞檢測技術(shù)、運(yùn)動(dòng)相機(jī)的控制和實(shí)時(shí)渲染等基礎(chǔ)類庫，并對場景模型進(jìn)行優(yōu)化處理，構(gòu)建了汽車虛擬駕駛視景仿真系統(tǒng)。 最后，結(jié)合汽車運(yùn)動(dòng)學(xué)理論和實(shí)時(shí)渲染技術(shù)，分析了數(shù)據(jù)頭盔實(shí)時(shí)跟蹤模塊與汽車動(dòng)力學(xué)控制模塊對視景渲染相機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制；基于數(shù)據(jù)頭盔的SDK和C++編程語言設(shè)計(jì)了頭盔顯示器與視景控制模塊的接口，實(shí)現(xiàn)了相機(jī)視口隨著汽車的運(yùn)動(dòng)和駕駛者的頭部轉(zhuǎn)動(dòng)而實(shí)時(shí)地進(jìn)行渲染場景；通過C++語言建立人機(jī)交互設(shè)備接口，采用汽車方