道路交通場景自動生成技術(shù)研究.pdf

1、在針對汽車駕駛和公路交通系統(tǒng)進(jìn)行研究中，由于自然環(huán)境和各種客觀因素所限，往往無法完成理想狀態(tài)下基于實物環(huán)境和條件的研究，純粹數(shù)學(xué)模型研究也難以適用。隨著以高性能計算機(jī)為核心的虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，公路交通和車輛駕駛的研究逐漸走入虛擬現(xiàn)實技術(shù)的時代，二者的技術(shù)交叉產(chǎn)生了虛擬駕駛平臺。虛擬駕駛平臺不僅為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供了一種有效的仿真平臺，同時它本身也是一種實用的科技產(chǎn)品。 目前國內(nèi)外的虛擬駕駛平臺無法對已有的資源進(jìn)行充分利用，增加

2、了重復(fù)工作量；無法直接通過實際道路設(shè)計的數(shù)據(jù)制作交通場景，視景中的交通要素和特征無法正確依照國家道路施工標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計；缺乏針對模擬器具體用途和圖像顯示設(shè)備的優(yōu)化，視覺效果較弱。針對這些問題，文中對道路交通場景自動生成技術(shù)進(jìn)行了研究?；卺槍煌鞣抡婧婉{駛行為研究，集開發(fā)研究、教學(xué)培訓(xùn)為一體的交互式分布式實時虛擬平臺的視景系統(tǒng)開發(fā)，通過OpenFlightAPI編程對OpenFlight數(shù)據(jù)庫文件進(jìn)行操作，根據(jù)實際道路規(guī)劃設(shè)計方法和規(guī)范，實

3、現(xiàn)了一種自動生成道路交通場景3D模型文件的技術(shù)。并力圖在保證視覺效果的逼真性的前提上，盡量接近實際道路規(guī)劃設(shè)計方法生成3D道路視景模型。 本文對道路交通場景自動生成技術(shù)的主要研究內(nèi)容分為以下4個部分： 路網(wǎng)3D模型的生成方法研究。設(shè)計一套算法將直線、曲線型路段數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為3D空間中若干多邊形的頂點數(shù)據(jù)。根據(jù)計算的多邊形參數(shù)，結(jié)合OpenFlight數(shù)據(jù)庫格式，在Visual C++平臺下利用OpenFlight API編寫

4、程序代碼實現(xiàn)繪制路段3D模型的功能。并對紋理的映射方法進(jìn)行研究，實現(xiàn)通過編寫程序代碼映射紋理的方法。 環(huán)境3D模型的生成方法研究。根據(jù)實際開發(fā)工作的需求和視景環(huán)境的需要，基于不同平臺采用不同方法設(shè)計了若干單元外景模型文件。根據(jù)OpenFlight數(shù)據(jù)庫特征，實現(xiàn)2種組織單元模型庫的方法。在Visual C++平臺下利用OpenFlight API編寫程序代碼實現(xiàn)從目標(biāo)OpenFlight文件中調(diào)用基本模型庫中的外景單元模型，并實

5、現(xiàn)對調(diào)用后的3D模型進(jìn)行幾何變化。 虛擬交通標(biāo)志標(biāo)線的設(shè)計方法研究。結(jié)合實際道路及路面標(biāo)志標(biāo)線規(guī)劃設(shè)計方法探討虛擬場景中的道路標(biāo)志標(biāo)線設(shè)計方法。在人體視覺和駕駛行為研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特征和實際公路標(biāo)志標(biāo)線設(shè)計規(guī)范對漢字的視認(rèn)性進(jìn)行深入研究。提出了根據(jù)顯示系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化標(biāo)志文字的算法和針對分布式的虛擬駕駛系統(tǒng)優(yōu)化的標(biāo)志設(shè)置算法。最后給出了3種路面標(biāo)線模型的設(shè)計的實現(xiàn)方式。 視景模型的優(yōu)化方法研究。總結(jié)各種3D模