駕駛安全控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中虛擬交通環(huán)境創(chuàng)建方法的研究.pdf

1、駕駛安全控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括硬件和軟件兩部分，硬件部分指操控機(jī)構(gòu)如方向盤、油門和剎車踏板等，軟件部分則主要是指虛擬交通環(huán)境。駕駛員能與虛擬交通環(huán)境進(jìn)行交互，模擬各種交通事件。營(yíng)造逼真的虛擬交通環(huán)境對(duì)提高駕駛安全控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性起著重要作用。 決定虛擬交通環(huán)境逼真程度的主要因素有兩個(gè)：三維靜態(tài)交通場(chǎng)景的真實(shí)感以及交通環(huán)境中智能自主汽車的駕駛行為，其中如何提高智能自主汽車駕駛行為的智能性以及交互能力又是虛擬交通環(huán)境創(chuàng)建的研究

2、重點(diǎn)。本文對(duì)駕駛安全控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中虛擬交通環(huán)境的部分關(guān)鍵技術(shù)和智能自主汽車的創(chuàng)建方法進(jìn)行了分析和研究，完成了原型系統(tǒng)的初步開發(fā)。具體研究工作如下： (1)分析了駕駛安全控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中虛擬交通環(huán)境的設(shè)計(jì)目標(biāo)，對(duì)系統(tǒng)的各模塊功能和系統(tǒng)輸出進(jìn)行了描述，研究了系統(tǒng)的技術(shù)方案和系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)。 (2)對(duì)三維虛擬交通環(huán)境的結(jié)構(gòu)以及仿真運(yùn)行進(jìn)行了詳細(xì)的研究，闡述了虛擬交通環(huán)境搭建的基本過程，包括三維靜態(tài)虛擬景物的建模、道路交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)

3、的描述、用戶駕駛汽車的創(chuàng)建、交通燈的創(chuàng)建以及虛擬交通環(huán)境的場(chǎng)景管理等。利用三維CAD軟件建立交通場(chǎng)景模型，并導(dǎo)入EON環(huán)境；對(duì)現(xiàn)實(shí)道路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡(jiǎn)化，定義各種參數(shù)對(duì)路段進(jìn)行描述，并把數(shù)據(jù)存放于數(shù)據(jù)庫(kù)中；參照汽車結(jié)構(gòu)及原理，通過外部輸入信號(hào)對(duì)用戶駕駛汽車進(jìn)行操縱；建立交通燈原型結(jié)構(gòu)，豐富交通場(chǎng)景中的動(dòng)態(tài)因素；開發(fā)出場(chǎng)景管理節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)上述虛擬交通環(huán)境各組成部分的動(dòng)態(tài)生成以及定制，同時(shí)也使虛擬交通環(huán)境與外部程序之間能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 (

4、3)為了營(yíng)造真實(shí)的虛擬交通環(huán)境，提高智能自主汽車駕駛行為的真實(shí)性以及智能程度，本文研究了智能自主汽車創(chuàng)建中存在的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題：駕駛運(yùn)動(dòng)模型的建立、基于碰撞檢測(cè)的交通信息獲取方法及個(gè)性化決策過程。結(jié)合原型系統(tǒng)的開發(fā)，本文還給出了關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方案。利用牛頓運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，計(jì)算智能自主汽車的瞬時(shí)加速度以及瞬時(shí)速度，實(shí)時(shí)刷新智能自主汽車的坐標(biāo)位置，實(shí)現(xiàn)智能自主汽車的行駛運(yùn)動(dòng)；為每一輛智能自主汽車綁定一個(gè)碰撞檢測(cè)節(jié)點(diǎn)Collision及碰撞檢測(cè)

5、盒，通過碰撞檢測(cè)獲取附近的交通狀況；個(gè)性化決策模塊定義不同的虛擬駕駛員性格類型，分析當(dāng)前交通狀況，根據(jù)本車性格類型作出個(gè)性化決策，向駕駛運(yùn)動(dòng)模型發(fā)出控制指令，完成智能自主汽車的行駛過程。 (4)利用虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)平臺(tái)EON Studio 5.0結(jié)合VC++6.0(MFC)高級(jí)編程語言及二次開發(fā)工具EON SDK在Windows XP系統(tǒng)上進(jìn)行原型系統(tǒng)的開發(fā)。使用EON SDK創(chuàng)建智能自主汽車節(jié)點(diǎn)、交通燈節(jié)點(diǎn)以及場(chǎng)景管理節(jié)點(diǎn)，并在E