探析基于虚拟现实技术的隧道视景仿真系统研究

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1、长安大学硕士学位论文基于虚拟现实技术的隧道视景仿真系统研究姓名：徐静申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：揣锦华20040101摘要本文以虚拟现实技术为基础，研究了隧道视景仿真系统。首先介绍虚拟现实的理论与技术，然后进行了公路隧道视景仿真的研究和探索。论文把虚拟技术引入公路隧道设计，为公路领域的研究提供新思路。虚拟现实技术是表达人类知觉能力和操作能力的一种方法。借助虚拟现实的丌发工具，我们可以有效模拟场景并能获取场景中的各种信息，实现复杂虚拟场景的实时动态显示。论文利用先进的仿真开发工具Creator／Vega完成隧道交通的视景仿真，并

2、在此基础上实现了简单的通风控制，为虚拟现实技术进一步应用于交通领域提供参考。关键词：虚拟现实建模技术LOD技术纹理映射外部引用AbstractInthispaper，thescenesimulationsystemfortunnelisstudiedbasedonvirtualreality．Theoriesandtechniquesrelatedtovirtualrealityareintroducedatfirst，andthenscenesimulationaboutroadtunnelisstudied．Thepaperintroducesv

3、irtualrealitytechniquesintotunneldesign，whichprovideanewwaytoroadstudying．VirtualRealitytechnologyisamethodthatrepresentsperceptionalandmanipulablecapabilityofhumanWiththetoolsofvirtualrealit)’，wecaneffectivelysimulatescene，obtainitsinformationanddisplaydynamiclycomplexsceneinr

4、ealtime．WithanadvancedsimulationdevelopmenttoolsofCreator／Vega，thetunneltrafficsceneissimulated，andsimplecontrolofventilationisaccomplishedwhichisreferredtofurtherstudyontra舾cfield．KeyWords：VirtualRealityModelTechnologyLevelsofdetailTextureMappingExternalReference第一章引言隧道交通作为高速公

5、路的重要组成部分，其环境与普通路段不同，如隧道内外亮度差极大、隧道内污染严重、测向净宽较小等。隧道路段的交通堵塞、能源损坏，环境污染随着高速公路车流量的迅速增长都成倍的增长，使得隧道安全问题成为制约高速公路发展的瓶颈，严重影响高速公路的通行能力。使用虚拟现实理论，对隧道视景仿真系统进行深入研究，将隧道内的车流量状况和隧道周围环境直观的表现出来，并将各种设备节点所产生的信息数据实时的转换为可感受的场景动画剃声响，有利用隧道设计人员在线的对隧道仿真过程和仿真结果进行分析、评判和决策。在此基础上，可根据具体情况采取有效措施或诱导策略，以保障高速公路交通的高

6、速、安全和舒适。1．1研究系统的背景及目的1．1．1研究系统的背景对于高速公路的隧道路段，应用微机进行交通监控管理是确保高速公路安全、畅通运行的重要手段。隧道交通监控系统通常包括供配电、消防、信号灯、照明、紧急电话、闭路电视、通风控制、数据检测等设备，这些设备能够有效地反映隧道内的变通流状况，并及时地反馈给中央控制中心。控制中心可以在各种情况F对反馈地信息做出准确、可靠、迅速的反映，并及时处理、协调各系统的T作，以达到实时监控诱导交通的目的。公路隧道从设计、施工到监控系统试运行是一个系统的过程，涉及工程量大、投资高、系统复杂，而仅仅凭借经验，难以迅速

7、发现掌握问题。利用虚拟现实技术，在计算机上仿真一个真实的环境，具有可控性、无破坏性、安全性、可重复性和经济性以及可实现性等特点，对于隧道交通发展有着重要意义。虚拟现实技术作为一种新型的人机接口，不仅使得参与者沉浸在计算机产7I-的虚拟世界，而且提供用户与虚拟世界直接通信的于段。近年来，虚拟现实在航天航空和军事领域、建筑、旅游、医学、展览等领域的成功应用，以及所获得的巨大经济效益迅速地提升了虚拟现实的研究力度。但是，应用与隧道交通的模拟，尤其是采用先进的仿真软件平台MultiGenCreator和Vega，国内外研究还很少。为此，本论文采用了Multi

8、GenCreator和Vega平台丌发了隧道视景仿真系统，为虚拟现实技术进一步应用于隧道交通提供参考。1．1