汽车驾驶模拟系统研究与动感实现

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1、国内图书分类号：TP391.9密级：公开国际图书分类号：29西南交通大学研究生学位论文汽车驾驶模拟系统研究与动感实现年级二О一五级姓名黄琳秦申请学位级别工程硕士专业机械工程指导教师王培俊教授二О一八年五月ClassifiedIndex:TP391.9U.D.C:29SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisResearchonVehicleDrivingSimulationSystemandKinesthesiaRealizationGrade:201

2、5Candidate:HuangLinqinAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:MechanicalEngineeringSupervisor:Prof.WangPeijunMay.2018西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检

3、索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书；2．不保密□，使用本授权书。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导老师签名：日期：日期：西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：对汽车驾驶模拟器进行了较为深入的研究，完成了基于前期已设计开发了的三自由度运动平台和游戏方向盘控制的汽车模拟驾驶动感系统。构建了具有较强真实感的虚拟场景，实现了游戏方向盘对3D汽车模型漫游运动的仿真和控制，完成

4、了串联三自由度运动平台与虚拟场景的交互控制以及汽车动力学仿真，汽车行驶姿态能实时与运动平台联动，实现了汽车驾驶模拟器的功能要求，达到了较理想的漫游效果和较强的沉浸感。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要汽车驾驶模拟

5、器在驾驶培训、汽车研发、休闲娱乐等领域应用广泛，是虚拟现实研究的一大热点，但由于技术、成本的因素阻碍了其平民化发展。为有效改善以往虚拟驾驶系统人机交互性较差、沉浸感不强的问题，本文设计实现了一个基于串联机构三自由度运动驾驶平台和游戏方向盘控制的虚拟驾驶模拟系统。在自行设计制造的含升降、俯仰和侧倾三个自由度的串联运动驾驶平台上，利用VisualStudio2013为开发平台，以C++语言为基本框架语言，运用OpenGL生成三维地形、管理纹理映射和3D汽车模型，构建了具有较强真实感的三维虚拟场景，实现了

6、公路的选线设计和用户与虚拟场景的交互设计；通过DirectX编程设计实现了游戏方向盘设备与3D汽车模型的交互控制以及汽车动力学运动仿真，同时完成了汽车声音模拟系统；通过对汽车模型漫游过程的姿态实时检测，完成了汽车升降、俯仰、侧倾姿态数据实时计算转化，使串联三自由度运动驾驶平台与汽车姿态实时联动，模拟真实的驾驶行为，最终产生驾驶动感。本文设计制造了包含汽车驾驶模拟器基本功能的平台样机，利用样机进行各个单自由度测试地形场景和多自由度多种地形场景的模拟驾驶测试，证明该物理样机具有较好的画面流畅性和运动模拟

7、性能，以较低的成本达到了较逼真的模拟驾驶动感体验，获得了较强的人机交互性和沉浸感。本文的设计和仿真工作对汽车驾驶模拟器的进一步经济化、普及化具有一定的现实意义，也为开发更多自由度的汽车驾驶模拟器提供了可靠的借鉴基础。关键字：虚拟驾驶动感系统；人机交互；三自由度运动平台；方向盘；DirectX西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractTheautomobiledrivingsimulatoriswidelyusedindrivingtraining,automobiledevelopmen

8、t,entertainmentandotherfields.Itisahotspotintheresearchofvirtualreality.However,technologyandcostfactorsimpedeitspopularity.Inordertoeffectivelyimprovepoorhuman-computerinteractionandthelackofimmersioninvirtualdrivingsystem,aVirtualDriv