道路交通模拟器视景建模及图像生成研究

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1、摘要驾驶模拟器是用于汽车产品开发、“人一车一环境”交通特性研究或驾驶培训的一种重要工具。由于具有安全性高、再现性好、可开发性强、成本低等显著特点，近年来，研究开发驾驶模拟器已成为国际上的一个重要发展方向。昆明理工大学交通模拟实验室研究虚拟现实技术在驾驶模拟器中的应用已有几年的时间，成功地开发了基于虚拟现实的道路交通模拟器。视景系统是模拟器最重要的部分，所以快速的生成和方便的修改虚拟视景成为一个急需解决的问题。应快速生成虚拟视景的要求，笔者所在实验室于2001年完成了虚拟视景的自动生成系统的开发。但

2、该系统在实际应用中依然有许多不方便的地方，没有真正做到与虚拟视景的实时交互。另外，如何方便的存储虚拟视景数据也是一个需要解决的问题。针对这一系列的问题，笔者展开了研究，设计开发了道路交通虚拟模型库，模型库的开发解决了OpenGL不提供描述复杂三维物体模型的高级函数的不足，提高了程序开发的效率。在此基础上，笔者开发了基于OpenGL的道路交通模拟器虚拟视景设计系统软件VSDesign(VirtualSceneDesign)。VSDesign可分为两大模块：虚拟视景演示模块、虚拟视景设计模块。演示模块

3、具有三维场景的碰撞检测、自动行驶、导向地图、路网信息查询等功能。设计模块实现了与虚拟视景实时交互，可增加、删除、修改、移动、分割模型。另外，笔者还对底图技术应用、动态视景设计进行了研究、探讨。动态视景的设计实现了危险场景的设置，为道路交通模拟器应用于驾驶员行为研究奠定了基础。道路交通虚拟模型库的开发与VSDesign软件的实现，较好的解决了道路交通模拟器虚拟视景的生成与虚拟视景数据的存储。但是，虚拟视景的生成研究并末停止，如何设计真实感地形、如何模拟自然现象等一系列问题都亟待解决。关键词：道路交通

4、模拟器，模型库，OpenGL，碰撞检测，实时交互，动态视景ResearchonthevirtualscenemodelingandsceneformationofroadtrafficsimulatorAbstractDrivingsimulatorisaninlt)0rtanttool,whichusedindevelopmentofautomobile，ll-afficcharacteristicstudyon‘'man-vehicle-environment"anddrivingtraini

5、ng．Inrecentyears,studyanddevelopdrivingsimulatorbecomeamoreandmoreimportantdirectionbecauseithasmanyremarkablecharacteristicssuchashighsecurity,goodDa盈ⅡIence．strongexplorationandlowcost．IthasbeenseveralyeassinceKunmingUniversityofScienceandTechnologyC

6、ommunicationsimulatorlabbegantostudytheapplicationofvirtualrealityondrivingsimulator,anddevelopedanroadtrafficsimulatorbasedonvirtualreality．Fortherequirementtogeneratevirtualscenes，ourlabfinishedthedevelopmentofthevirtualscenes'sautomoticallygenerate

7、systemin2001．Thissystemstillhasmanydisadvantagesintheapplication,itisnotreallyaccomplishreal-timeinteractiving．Inaddition,howtostoragesCefledataconvenientlyisanproblemneedsolved．Aimedattheseproblems．Ibegantostudy,thenIdesignedanddevelopedthemadtra伍cvi

8、rtualmodelinglib．ThedevelopmentofvirtualmodelinglibhasnotonlymadeupthedeficiencythattheOpenGLdonotsupplytheadvancedfire．onofcomplicated3Dmodelbutalsoimpmvedtheefficiencyofprogramdevelop．Onthisbasis，Idevelopedanvirtualscenesdesignsystemso．arefo