基于汽車駕駛模擬器的動(dòng)態(tài)情景建模與仿真.pdf

1、隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)動(dòng)車保有量不斷增加，機(jī)動(dòng)車數(shù)量的增加也使得道路交通安全形勢嚴(yán)峻，交通事故持續(xù)增長。為提高道路交通安全性，減少和預(yù)防交通事故，人-車-路環(huán)境協(xié)調(diào)性的研究成為重要的課題，而汽車駕駛模擬器成為研究該課題的重要工具。動(dòng)態(tài)情景建模與仿真系統(tǒng)是在汽車駕駛模擬器上進(jìn)行開發(fā)的。在模擬器上構(gòu)建的動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)情景，可以供駕駛員進(jìn)行訓(xùn)練，提高駕駛員在緊急情況下的車輛控制技巧以及學(xué)習(xí)各種情形下的避讓策略。通過訓(xùn)練一方面可以減少由動(dòng)態(tài)突發(fā)事

2、件導(dǎo)致的交通事故，另一方面研究人員可以通過觀察駕駛員的操作行為以及分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，研究環(huán)境中各因素對駕駛員操作以及交通事故的影響。本文對汽車駕駛模擬器的動(dòng)態(tài)情景建模與仿真進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下：
　　 ⑴介紹了國內(nèi)外基于模擬器的動(dòng)態(tài)情景的研究現(xiàn)狀，對易發(fā)生交通事故的各種動(dòng)態(tài)情景進(jìn)行研究，通過數(shù)學(xué)建模方法，建立了表述動(dòng)態(tài)情景的模型。然后根據(jù)動(dòng)態(tài)語言的特點(diǎn)，將模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為能在計(jì)算機(jī)中使用的腳本格式。在動(dòng)態(tài)情景模型及腳本格式的

3、基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)需求分析，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的功能模塊。結(jié)合需要實(shí)現(xiàn)的功能模塊以及原有的模擬器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架。
　　 ⑵研究了腳本技術(shù)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框架，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)情景仿真系統(tǒng)。在動(dòng)態(tài)情景腳本構(gòu)造模塊中，實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立的動(dòng)態(tài)情景編輯界器，選用Lua動(dòng)態(tài)語言并將模擬器仿真軟件中的部分信息通過接口的形式開放給腳本，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)情景的腳本表示。在動(dòng)態(tài)情景解析模塊中，設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)情景對象抽象類以及具體對象子類，用來

4、記錄從腳本中解析到的對象信息，腳本的解析主要是通過Lua的棧調(diào)用Lua自身API函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。動(dòng)態(tài)情景呈現(xiàn)模塊中，進(jìn)行了情景中對象的創(chuàng)建和呈現(xiàn)，對象的運(yùn)動(dòng)由幀監(jiān)聽器調(diào)用腳本中設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)函數(shù)并每幀進(jìn)行渲染來呈現(xiàn)。
　　 ⑶以行人過馬路和車輛剎車動(dòng)態(tài)情景為例，在仿真系統(tǒng)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。將動(dòng)態(tài)情景轉(zhuǎn)換為情景模型，在編輯中根據(jù)模型編輯該情景，將編輯器輸出的腳本文件載入汽車駕駛模擬器，動(dòng)態(tài)情景通過渲染呈現(xiàn)。利用動(dòng)態(tài)情景仿真系統(tǒng)仿真的動(dòng)態(tài)情景和