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1、·基于虚拟现实技术的汽车安全控制及三维仿真研究·文章编号:1002-4581(2007)06-0034-04基于虚拟现实技术的汽车安全控制及三维仿真研究12高凤玲,熊静12GAOFeng-ling,XIONGJing(1.河南科技大学车辆与动力工程学院,河南洛阳471003;2.泛亚汽车技术中心有限公司设计部,上海200129)摘要:利用三维虚拟技术建立车辆系统动力学和道路环境等的三维模型数据库,在理论研究的基础上,对车辆的动力学性能、人-车-路系统以及交通事故的再现等方面进行三维仿真研究,重点研究了有关交通事故再现的问题,可以更深入地研究车辆系统的性能和汽车安全控制
2、。关键词:汽车;虚拟现实;安全控制;人-车-路系统北中图分类号:U463.2文献标识码:A京真中应用计算机图形技术己成为仿真技术发展汽0前言的主要趋势之一。由于它动态地显示试验过程系统的活动及其特性,因此已成为汽车和交通领域车虚拟现实(VirtualReality,简称VR)技术是的研究热点,目前主要集中应用于车辆模拟驾20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术,[1～4]驶、交通流仿真、交通事故再现等领域。近年来VR、三维仿真(3D,3Dimension)发展很三维动画技术结合计算机视频、音频技术能快,是一个十分活跃的技术领域。VR技术是一较好地模拟仿真场景,而三维
3、模拟、动态监测以种有效的模拟人在自然环境中视、听、动等行为及三维Web技术的发展也使三维景观更加真实的高级人-机交互技术,这种模拟具有沉浸、交和直观。具有可视化程度高、表现形式灵活多样、互和构想的基本特征。VR是把人与信息集成起动态感和真实感强等优点,还可以应用于辅助决来的科学,目的是通过虚拟的体验来表达相关的策、防洪减灾、地形勘查等各个领域。[1～3]信息。随着科技的进步,在汽车动力学性能研究及交通安全控制领域进行可视化研究越来越重要。1虚拟现实技术的发展通过建立相应的三维动画模拟系统,采用动画表进入20世纪90年代,计算机性能的大幅提现方式,可以逼真的表现汽车在行
4、驶及进行控制高,以及具有高交互性能的仿真三维图形支撑系过程中的整个变化。当该系统与各类交通事故数统及面向对象的语言编译系统的相继推出,使得据紧密结合,就可以真实直观地进行汽车交通事交通事故模拟等的研究方面越来越多地用到计故的分析与再现。这样在一定程度上可代替真实算机三维图形模型。随着仿真技术的普及,在仿的测试技术研究,同时建立全方位三维的场景交基金资助:河南科技大学青年科学研究基金资助项目(2006QN015)·34·《北京汽车》2007.No.6·基于虚拟现实技术的汽车安全控制及三维仿真研究·互有很好的可视作用,其直观性和可交互性能使体现了虚拟现实的特征。随着虚拟现
5、实技术的进研究人员对汽车性能和研究结果具有更直观的一步发展及其应用领域的进一步扩大,以行为建认识。模技术为代表的新一代建模方法的研究方兴未未来对于人-车-路之间的相互作用进行艾,其应用前景非常可观。三维虚拟研究,全方位模拟整个人-车-路交通系统,可在已有研究成果的基础上不断完善再现3计算机三维动画概述理论与方法,丰富实验数据和专家经验,同时构计算机三维动画是三度空间中创作的立体建一个更具权威性的再现研究平台。因此,三维形象及其运动的动画。由于三维计算机图形与动虚拟实现技术是进行汽车动力学分析和再现交画在表现材料和光照、空间和动感等方面的优通事故等研究的必然发展趋势。势
6、,使得计算机三维动画广泛应用于虚拟现实等[5]2虚拟现实技术的建模方法领域中。计算机三维动画的研究始于20世纪70年[4]虚拟现实技术的建模方法是虚拟现实技代。它的发展和二维计算机动画类似,也是由最术中最重要的技术领域,也是虚拟现实技术中的初的动画语言描述发展而来。随着计算机图形关键技术之一。建模技术的内容十分广泛,涉及图像技术的发展,特别是三维造型技术的发展,数学、动力学、运动学、生物机械学和计算机图形计算机动画具备了非常逼真的视觉效果。另外学等基础学科。高速图形处理器及超级图形工作站的出现使三北虚拟现实建模同其它图形建模系统相比具维计算机动画得到了不断的发展,3D
7、SMAX这有自身的特点,首先虚拟现实中有些物体必须一动画制作软件正是在这个时代背景下应运而京具备自己的行为,其它图形建模系统一般只是[2,5]生。目前,随着计算机处理器技术和显卡运构造静态物体;其次,虚拟现实中可以有非常广算能力的不断提高,越来越多的三维动画软件汽泛的物体,需要构造大量类型完全不同的物体;被移植到PC机上,几乎使得每一台家庭电脑都另外虚拟现实中的物体必须能够对观察者作出可以成为一个小型的三维工作站,也为每一个车反应,当观察者与物体进行交互时,物体必须以对3D感兴趣的人提供了接触和学习的机会,三某种适当的方式作出反应,不能忽视观察者的维
