車路協(xié)同環(huán)境下交互式視景仿真技術(shù)研究.pdf

1、隨著城市化進(jìn)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(jì)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(guān)注。車路協(xié)同系統(tǒng)是一個功能復(fù)雜的大系統(tǒng)，在系統(tǒng)投入使用之前，對系統(tǒng)進(jìn)行仿真驗證十分必要。隨著仿真技術(shù)的發(fā)展，視景仿真技術(shù)已經(jīng)深入到生活中的方方面面，在視景仿真技術(shù)的基礎(chǔ)

2、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(jié)合車路協(xié)同系統(tǒng)仿真與交互式視景仿真技術(shù)，構(gòu)建一個具有直觀顯示、人機(jī)交互能力的用戶可參與的交互式視景仿真平臺，從而實(shí)現(xiàn)車路協(xié)同系統(tǒng)宏觀仿真和微觀仿真的有機(jī)結(jié)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(guān)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

3、，使得駕駛員能夠像駕駛真實(shí)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(shí)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(yīng)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(guān)的相關(guān)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

4、平臺在搭建的三維仿真環(huán)境的基礎(chǔ)上，設(shè)計了考慮了駕駛員特性的結(jié)合車輛啟動與停車模型的交通流模型，并對設(shè)計的平臺的功能進(jìn)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(yīng)用場景，在構(gòu)建好的交互式仿真平臺上實(shí)現(xiàn)了典型場景的交互式仿真。
　　通過本文設(shè)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(jìn)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