基于虚拟现实的汽车驾驶模拟器设计与实现

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1、第4期机械设计与制造2013年4月MachineryDesign&Manufacture39基于虚拟现实的汽车驾驶模拟器设计与实现张俊友，焦学健，柴山(山东理工大学交通与车辆工程学院，山东淄博255049)摘要：由于驾驶模拟器具有高效、安全、低成本等特点，其在交通安全的教育和研究中广泛应用。以淄博市的驾考中心以及城市、山区道路为例，设计了低成本的基于虚拟现实技术的驾驶模拟器，建立了逼真的虚拟场景模型以及车辆动力学模型，利用Deh3D，ODE开发了包含信息采集系统、车辆动力学系统以及视景仿真系统的驾驶模拟系统。用户通过立体眼镜以及其他转向、离合、油门等操纵系统即可沉浸到逼

2、真的虚拟环境中驾驶车辆，如同驾驶真车在公路上行驶一样。关键词：模拟驾驶器；ODE；车辆动力学；虚拟现实中图分类号：TH12；U461文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)04—0039—03DesignandRealizationofDrivingSimulatorSystemBasedonVirtualRealityZHANGJun—you，JIAOXue-jian，CHAIShan(SchoolofTraficandVehicleEngineering，ShandongUniversityofTechnok~gy，ShandongZibo255049

3、，China)Abstract：Becauseofbeingeffective，safeandlOW-costetc，drivingsimulatorsarewidelyusedfordrivingeducationandresearchrelatedtotrafficandtrar~portation．Usingthedrivertestcenterinzibocityandthecityofmount~nroad∞example．thelowcostsystemWaSdesignedbasedonvirtualrealitytechnology，usingDeh3D

4、andODE(dynamicengine)，anddrivingsimulationsystem∞developed．whichincludesinformationcollectingsystem．vehicledynamicssystemandvisualsimulationsystem．BywearingstereoGsses，theusercouldmme~ednrealisticvirtualenvironmentanddrivesthevirtualvehicleusingsteering，clutch，etc．珊drivingonthehighway．Ke

5、yWords：DrivingSimulation；ODE；VehicleDynamic；VirtualReality于大规模推广应用，系统设计了经济、实用的虚拟现实硬件平台。ll了I商系统采用被动立体大屏幕投影技术，(4．4~2．5)m的正投软幕、汽车驾驶模拟器将虚拟现实技术应用于汽车驾驶系统中，1680x1050的超高分辨率和偏振光学眼镜为观众和驾驶体验者通过计算机技术产生汽车行驶过程中的虚拟视景、音响效果和运动仿真，使驾驶员沉浸到虚拟的驾驶交通环境中，产生实车驾驶构建完全沉浸感的显示环境；感觉，从而学习和体验现实世界中的汽车驾驶。由于其可无任何相对于主动立体式虚拟现

6、实系统，被动立体式对显示器件风险地重复和再现现实生活中的各种灾难性事件(如汽车碰撞的性能要求低，佩戴的立体眼镜(纯光学的偏振片眼镜)无需同步等)，其既能安全、有效地提高驾驶员技术水平，又能降低各种费信号，故系统采用偏振式的被动立体显示，即采用两台投影机同用，可极大地提高汽车驾驶员的培训质量和效率，降低事故发生时投射，一台投射左眼图像，另一台同步投射右眼图像，将左右眼率，正日益受到国内外交通安全领域的广泛关注。但目前基于图像同时投射到屏幕上。用户佩戴立体眼镜既能在视觉上产生立虚拟现实技术的驾驶模拟器一是成本较高，不便于广泛推广，二体感觉。是虚拟场景、操作与实际驾驶存在一定

7、的差别，影响驾驶体验。为整个显示系统的主要配置，如表1所示。此以淄博市驾照考试中心、城市山区道路为例，设计了一款低成表1图形计算机配置本的基于虚拟现实技术的驾驶模拟器，建立了逼真的虚拟环境，Tab．1TheConfigurationofGraphicsComputer通过车辆的动力学模型实时计算车辆的运动情况，最后给出了开配件名称品牌型号发实例。2汽车驾驶模拟器软硬件设计2．1硬件系统2．1．1显示系统由于传统的基于虚拟现实技术的驾驶模拟器成本高，不利来稿日期：2012-06—09基金项目：LU东省优秀中青年科学家科研奖励基金(BS201