汽车驾驶模拟器.docx

汽车驾驶模拟器的钻研方法及步骤
一、 虚拟现实建模方法
1、 几何建模
2、 运动建模
物体位置
物体位置包含物体的移动、,不仅需要一个全局性的绝对坐 标,每个三维对象都需要建立一个相对坐标. 对每个对象都虚拟仪表的 显示.
模型解析模块：
虚拟驾驶系统中的场景模型经过 3D建模软件制作后存为了某种固定的格式,该模块将模
型从这种格式中解析出来,并且进行必要的优化,提升场景检索速度,提升渲染水平.
可使用DirectX、OpenGL等提供的函数库设计来设计视景渲染、三维模型解析、运动摄 像机、人机交互和声音处理等根底类库,构建汽车虚拟驾驶场景管理平台.
4、 场景和声效数据库
5、 汽车动力学仿真模块
模拟汽车运动的汽车动力学仿真模块包含 汽车数据模型、汽车动力学模型、汽车运动
仿真和操纵模型等几个方面.
6、 虚拟驾驶系统的软硬件平台
VC++++ 3D Max ,场景中的贴图和纹理采用 Photoshop图
像处理软件来编辑.
虚拟驾驶系统场景管理平台设计
、场景管理平台系统功能模块
针对虚拟驾驶所应用的场景管理平台可具备以下的两大局部功能模块.
帽核心模块
齐忡特孤
上体显示
核心模块
儿利运靠
税虽沆染模块
很像机控制
碰掉检测
模敦解析模块
声祕理模块
入机交互管38
系统管理模块
图4-1场景管理平台功能图
(1)核心模块
这是平台中最重要的一局部,
该模块完成场景管理平台所需要的一些最根本的处理功能, 又可以分为了以下一些子模块：
几何运算模块：该模块的功能是实现图像显示过程中根本的二维和三维几何代数运算.
模块中主要定义了二维、 三维矢量,变换矩阵以及它们之间的代数运算关系. 这些根本的几
何运算是三维引擎最根底的技术.
视景渲染模块：该模块是实现视景图形渲染的核心模块, 它从数据库中提取相应的场
景数据,根据当前摄像机所处的方位实现根本图元的绘制、 光照材质处理、纹理映射以及三
维特效等,, 在很大程度上取决于视景图形渲染模块 ,软件渲染方式主要有 DirectX和OpenGL
两种实现方式.
摄像机控制模块：该模块完成对场景的漫游和显示. 它根据人类的正常视觉对场景进 行处理,通过可见范围计算裁剪掉视域外的内容, 然后通过摄像机的视口变换和投影变换把 裁剪后场景投影到屏幕空间.
碰撞检测模块：碰撞检测是三维图形引擎中不可缺少的一局部, 应该根据具体的应用 ,为了了增加驾驶的真实性,场景中行驶的汽车 需要进行地形检测、固定物体碰撞检测以及活动物体碰撞检测等. 常用的检测算法有包围盒 检测和射线/多边形检测等.
模型解析模块：该模块将模型从数据库存储格式中解析出来, 并且渲染过程进行优化
处理,提升场景检索速度,提升渲染水平.
声音处理模块：,
根据汽车的运动状态和驾驶人员的各项操作, 汽车将发出的发动机轰鸣声、紧急制动声、喇
叭鸣笛声、风声、与物体碰撞发出的碰撞声以及外围环境声音等.
人机交互模块：该模块主要在操作人员的输入、 汽车动力学模型与虚拟场景建立起一
个互动的桥梁,能够根据人员的操作来实现视景的实时渲染改变, 并且通过力反应设备将场
景中的某些信息反应给操作人员.
系统管理模块：该模块是场景管理平台的核心, 它创立整个平台程序的窗口并控制程
,系统管理模块将场景管理平台中其余的模块有机地整合起来, 通
过处理消息函数,调用相应的模块完成场景调入、用户输入、声效处理和视景渲染等.
(2)非核心模块
这些模块为了虚拟驾驶场景管理平台扩展性的局部,包含以下几个模块：
立体显示模块：为了了提升虚拟驾驶系统的沉浸感,可根据双目立体投影算法为了系统增 加立体显示模块,通过主动立体投影或者被动立体投影,实现场景的立体显示.
辅助功能模块：该模块为了场景管理平台提供一些辅助功能. 对于不同的应用领域,这 些辅助功能会有所不同, 但其运行过程由主程序来控制, 程序根据触发事件的不同, 把不同 的消息发送到与该事件相关的模块进行处理. 如在虚拟驾驶过程中可以为了驾驶人员提供显示
汽车的运行状态信息、标志信息以及场景的提示信息等.
网络通信模块：该模块主要为了场景管理平台提供网络通信、 数据传输以及联网控制等