人在环路模拟驾驶仿真实验系统研发

汽车是人机协同控制的复杂系统,基于NI PXIe8108实时控制器、PXI7842R数据采集卡、模拟驾驶输入设备及相关软硬件搭建了驾驶模拟仿真系统;用LabVIEW编程语言建立了车辆动力学模型;用虚拟引擎Unity3D软件开发了视景系统;并通过数据库技术使仿真过程与视景系统相结合,实现仿真过程与三维动画实时视景系统的数据交互。结果表明:通过人在环路模拟驾驶仿真实验,使仿真过程中引入了驾驶模拟操纵,实现了人在环路的人机交互式仿真,得到汽车相关性能仿真结果,为驾驶过程中人和汽车协同控制仿真和极端工况下的仿真,提供了一种安全、可靠的人车协同控制仿真环境。     

基于HLA和VR的汽车驾驶虚拟训练系统

应用分布交互式仿真高层体系结构（HLA）和虚拟现实技术，结合汽车驾驶虚拟训练系统仿真背景，研究开发了基于HLA的分布交互式汽车驾驶虚拟训练仿真系统，并对开发过程中的关键技术：三维实体建模、三维实体模型在虚拟场景中的集成、驱动和显示、HLA联邦的开发、联邦成员的实现进行了研究。这些技术已在系统开发中获得成功的应用，取得了较好的仿真效果。     

模拟驾驶系统中动力学模型的研究与仿真

采用动力学和运动学分析方法对汽车所受的力进行研究,得出其动力学方程,从而对汽车驾驶进行仿真,并对车辆动力学仿真运动模型实验建模,将实验的数据发送给视景计算机,由其驱动视景变化,视景计算机对车辆运动进行碰撞检测,将碰撞结果反馈给主机进行所受外力的计算,由此仿真模拟驾驶系统的运动.通过实验所建立的模型基本满足模拟驾驶系统的要求.     

基于虚拟现实的液压挖掘机视景仿真

以徐州某液压挖掘机为模型,不借助任何的商业图形引擎,自主设计并开发了基于虚拟现实的液压挖掘机视景仿真系统.通过动态地形和基于图形处理器的纹理融合方法实现了挖掘机与地形的动态交互,并采用不同角度、不同尺寸的多个显示屏幕的视景图形无缝拼接技术为操作人员提供了360°的虚拟场景.结论表明:开发的视景仿真系统真实感强,有极佳的交互性,为驾驶培训人员提供了全天候、实用、安全、经济的辅助训练手段.     

三通道立体投影轮机模拟器视景仿真系统

介绍三通道立体投影轮机模拟器视景仿真系统的硬件系统组成,分析三通道立体投影系统中虚拟现实软件系统的要素、立体透视图生成算法、三通道同步机制、图像拆分方法等技术,设计了包括船舶机舱漫游操纵系统和船机设备虚拟拆装系统的轮机模拟器视景仿真系统,并用一个系统实例实现了上述技术用途.     

汽车驾驶模拟器数据采集处理系统设计实现

汽车驾驶模拟器能够模拟汽车运动,使驾驶者获得与真实车辆驾驶的相同感受,驾驶员通过模拟的真实驾驶训练环境和外围设备控制虚拟汽车进行驾驶,并借由显示屏、音响设备、传感器元件获取感官信息反馈。该文主要采用STM32单片机、USB通信协议,设计汽车驾驶模拟器数据采集处理系统,进行汽车硬件设备的操作数据采集和处理,实时获悉外围设备的状态,使驾驶员能够根据虚拟场景实时路况,进行相应的驾驶操作,完成驾驶科目训练和考试。     

汽车虚拟仿真设计技术发展探究

利用汽车虚拟仿真设计技术进行汽车产品的设计开发,既可以提高产品的设计精度和质量,还可以大幅度降低产品的生产成本和研发周期,在汽车产品设计中的应用前景将非常广阔。本文为系统了解汽车虚拟仿真设计技术的发展,通过研究国内外汽车虚拟仿真设计软件设计过程的特点,总结了汽车设计中虚拟仿真技术的应用,对汽车设计水平的发展具有指导参考意义。     

视景仿真技术在地铁列控系统中的应用

分析了地铁列车运行控制仿真系统中的三维视景子系统,探讨了基于Creator／Vega软件实现的三维视景仿真在地铁列车运行控制仿真系统中的应用,从三维视景应用的可行性、场景模型的建立、视景仿真软件设计等方面对系统进行了分析．该视景仿真系统以PC机为硬件平台,已应用于北京地铁环线基于CBTC的实验线路的研究与开发,取得很好的效果．     

大型特种车驾驶模拟系统视景引擎开发

不借助商业图形引擎,完成了大型特种车驾驶模拟系统视景仿真引擎的自主设计与开发.推导了普遍适用的斜透视投影矩阵,实现了驾驶模拟系统多通道视景图形的无缝拼接.结果表明,搭建的特种车驾驶模拟系统有效地解决了大型军用车辆不能或者不宜进行实地驾驶训练的问题,提高了学员驾驶培训的效率和经济效益.     

虚拟漫游系统的研究

基于软件平台MultiGen Creator和Vega开发的虚拟场景漫游仿真系统．提出了视景节点的软硬件配置要求；论述了基于Creator的实体建模方法、基于Creator建模和Vega软件环境的天空效果生成方法、声音的调用、视景仿真软件的开发过程以及整体系统的实现等关键技术．仿真结果表明，该视景仿真系统逼真地演示出在虚拟场景中漫游的的过程，并且满足系统仿真的实时性要求．     

视景仿真中液压挖掘机与地形的动态交互

液压挖掘机视景仿真系统通过采用ROAM算法动态管理和实时绘制地形网格,并利用Bezier曲面方法设定控制点的运动路径以逼近铲斗内土壤表面形状的方法,实现了液压挖掘机与三维地形的动态交互,逼真地实现了挖土和卸土效果的模拟。开发的视景仿真系统为驾驶培训人员提供了逼真的、具有高度沉浸感的虚拟内部操作场景,真实感强,具有极佳的交互性。     

基于虚拟现实试验场景的驾驶模拟系统研发

为解决驾驶模拟系统视景显示中的显示画面粗糙及驾驶员视角固定等问题,采用3 Ds Max建立了垫江某汽车综合试验场三维高精度模型,并基于Unity 3D和HTC Vive搭建了虚拟现实显示系统,进行汽车试验场完整环境的渲染和VR显示.最后通过Labview RT和Carsim搭建了汽车动力学仿真平台,至此完成了基于VR的驾驶模拟系统构建的全部过程.仿真结果表明:基于虚拟现实试验场景所开发的驾驶模拟系统显示画面良好,且驾驶员具有较高的视场角及自由灵活的观察视角,有效提升了驾驶员沉浸感.     

基于Creator/Vega的战场视景仿真

为了建设作战仿真实验室,开发虚拟战场视景仿真系统,进行作战模拟训练,并针对以往对场景建模与管理等技术方面的不足。探讨了基于Creator／Vega软件实现战场场景建模与管理的优势及在数据格式兼容性、复杂三维模型的构建与渲染、LOD等方面存在的问题,给出了相应的解决方法实现战场视景仿真,并对关键技术作了探讨。结果表明实现的战场视景仿真系统能增加指挥人员的真实感和沉浸感,并能提高系统的渲染程度。     

空战实时仿真系统研究

为了评估空中作战对抗效能,建立了虚拟空战实时对抗网络仿真系统,给出了系统设计的思路、框架和功能,详细介绍了视景仿真系统的实现方法和关键技术,采用最小二乘拟合算法解决了仿真实体的轨迹不连贯,画面有抖动等现象;基于Vega仿真软件环境开发了战场中的各种复杂场景特效,解决了非视觉物理量的可视化问题,可在不同的场景环境下,动态演示导弹对相应目标的打击过程,包含特效、声音等各类仿真信息,画面流畅、系统稳定,具有良好的交互能力;利用Visual C 开发了视景仿真程序,解决了视景驱动和自动视点切换等具体问题。仿真结果表明视景系统可以实时逼真地演示虚拟空战作战过程,并给出了作战效能的直观评估。     

虚幻4驾驶模拟器设计和驾驶员特性分析

深入研究人类驾驶员的驾驶行为和特性,对推动智能汽车向高度自动驾驶发展具有重要意义。采用驾驶模拟器研究驾驶员在复杂交通场景下的驾驶决策和驾驶行为,成为近年来的一个研究热点。基于虚幻四引擎UE4交互式视景仿真技术,通过车辆、道路、建筑、交通灯、行人、路牌等交通元素的驾驶视景仿真环境搭建,开发了CarSim汽车动力学模型和罗技G29力反馈方向盘踏板的具有高拟真度人机交互的驾驶模拟系统。并设计了典型工况下的驾驶模拟试验,通过实时采集驾驶员驾驶数据,对驾驶员特性进行研究。研究结果表明:该驾驶模拟器具有逼真的驾驶体验,利用模糊C聚类算法(FCM,fuzzy C-means),将驾驶员特性进行准确分为6个聚类,可以将驾驶员特性进行准确分类,确立驾驶员特性与驾驶能力的关联,为进一步建立实时驾驶权分配研究奠定了基础。     

基于边桩计算的道路虚拟视景设计

根据驾驶模拟器中道路三维视景设计思路,设计一种基于边桩计算的道路三维视景设计方法。使用C#语言编写应用程序,通过输入道路横纵断面设计数据,进行道路中边桩计算,实现道路三维虚拟视景的自动生成。     

望虞河工程虚拟视景系统研究及实现

探讨了望虞河工程虚拟视景系统的结构、功能和构建方法;讨论了虚拟视景建模和交互驱动问题：针对视景复杂无法实时驱动的问题提出了模型分割和软件加速的解决办法,并利用Direct三维引擎技术在微机平台上开发了望虞河工程虚拟视景系统．     

人-车-路互动模式虚拟仿真系统

基于互动模式仿真，提出并开发了面向交通安全问题研究的、基于VR技术的人-车-路互动模式虚拟仿真系统，并阐述了系统的结构、软硬件组成和工作原理，讨论了系统实现中的若干关键技术，包括驾驶人交互操作信号数据采集技术、车辆动力学网络解算技术、基于Creator的虚拟场景建模技术、基于Vega的视景驱动技术、碰撞检测技术、三通道同步视景显示技术、基于Multi—Agent的车辆行为建模技术、仿真状态信息的动态显示技术等。实际的应用结果表明，该系统可以在道路设计阶段对设计方案进行量化的运营效果模拟和安全评价，从而达到优化设计方案、提高道路运营安全性的目的。     

汽车开发中的虚拟产品开发技术

首先论述了虚拟产品开发技术产生的背景、内涵及功能特点 ,其次重点介绍了虚拟产品开发技术在汽车开发中的应用技术及进展 ,包括 :虚拟油泥建模 ,虚拟概念车的总体评价 ,汽车车身室内的虚拟人体工程学设计 ,虚拟风洞技术 ,汽车碰撞的虚拟仿真 ,整车性能的虚拟仿真与评价 ,虚拟装配与干涉评价等     

基于篮球课体能训练的虚拟仿真系统的设计与实现

为了解决传统篮球课堂教学存在的弊端,设计了学生运动训练的虚拟仿真系统.首先对篮球运球动作信息进行捕捉,对篮球运球动作进行三维仿真,构建人体模型图和设计人物角色,获取虚拟的篮球运动场馆以及篮球运动员的技术动作虚拟仿真结果,然后采用动作捕捉技术对虚拟仿真结果中关键信息节点的运动轨迹进行追踪,获取篮球运动员训练过程中腿部骨骼的运动轨迹,通过控制这些关键骨骼的运动轨迹来控制虚拟运动员的训练过程.实验结果表明,该系统能够获得理想的篮球体能训练效果.