基于汽車(chē)駕駛模擬器的動(dòng)態(tài)情景建模與仿真.pdf

1、隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)動(dòng)車(chē)保有量不斷增加，機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量的增加也使得道路交通安全形勢(shì)嚴(yán)峻，交通事故持續(xù)增長(zhǎng)。為提高道路交通安全性，減少和預(yù)防交通事故，人-車(chē)-路環(huán)境協(xié)調(diào)性的研究成為重要的課題，而汽車(chē)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(chē)駕駛模擬器上進(jìn)行開(kāi)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(chē)輛控制技巧以及學(xué)習(xí)各種情形下的避讓策略。通過(guò)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(guò)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(duì)駕駛員操作以及交通事故的影響。本文對(duì)汽車(chē)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(guó)內(nèi)外基于模擬器的動(dòng)態(tài)情景的研究現(xiàn)狀，對(duì)易發(fā)生交通事故的各種動(dòng)態(tài)情景進(jìn)行研究，通過(guò)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(yǔ)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(yǔ)言并將模擬器仿真軟件中的部分信息通過(guò)接口的形式開(kāi)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(duì)象抽象類(lèi)以及具體對(duì)象子類(lèi)，用來(lái)

4、記錄從腳本中解析到的對(duì)象信息，腳本的解析主要是通過(guò)Lua的棧調(diào)用Lua自身API函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。動(dòng)態(tài)情景呈現(xiàn)模塊中，進(jìn)行了情景中對(duì)象的創(chuàng)建和呈現(xiàn)，對(duì)象的運(yùn)動(dòng)由幀監(jiān)聽(tīng)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(lái)呈現(xiàn)。
　　 ⑶以行人過(guò)馬路和車(chē)輛剎車(chē)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(chē)駕駛模擬器，動(dòng)態(tài)情景通過(guò)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