道路交通場景自動生成技術研究.pdf

1、在針對汽車駕駛和公路交通系統(tǒng)進行研究中，由于自然環(huán)境和各種客觀因素所限，往往無法完成理想狀態(tài)下基于實物環(huán)境和條件的研究，純粹數(shù)學模型研究也難以適用。隨著以高性能計算機為核心的虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展，公路交通和車輛駕駛的研究逐漸走入虛擬現(xiàn)實技術的時代，二者的技術交叉產生了虛擬駕駛平臺。虛擬駕駛平臺不僅為相關領域的研究提供了一種有效的仿真平臺，同時它本身也是一種實用的科技產品。 目前國內外的虛擬駕駛平臺無法對已有的資源進行充分利用，增加

2、了重復工作量；無法直接通過實際道路設計的數(shù)據制作交通場景，視景中的交通要素和特征無法正確依照國家道路施工標準設計；缺乏針對模擬器具體用途和圖像顯示設備的優(yōu)化，視覺效果較弱。針對這些問題，文中對道路交通場景自動生成技術進行了研究。基于針對交通流仿真和駕駛行為研究，集開發(fā)研究、教學培訓為一體的交互式分布式實時虛擬平臺的視景系統(tǒng)開發(fā)，通過OpenFlightAPI編程對OpenFlight數(shù)據庫文件進行操作，根據實際道路規(guī)劃設計方法和規(guī)范，實

3、現(xiàn)了一種自動生成道路交通場景3D模型文件的技術。并力圖在保證視覺效果的逼真性的前提上，盡量接近實際道路規(guī)劃設計方法生成3D道路視景模型。 本文對道路交通場景自動生成技術的主要研究內容分為以下4個部分： 路網3D模型的生成方法研究。設計一套算法將直線、曲線型路段數(shù)據轉化為3D空間中若干多邊形的頂點數(shù)據。根據計算的多邊形參數(shù)，結合OpenFlight數(shù)據庫格式，在Visual C++平臺下利用OpenFlight API編寫

4、程序代碼實現(xiàn)繪制路段3D模型的功能。并對紋理的映射方法進行研究，實現(xiàn)通過編寫程序代碼映射紋理的方法。 環(huán)境3D模型的生成方法研究。根據實際開發(fā)工作的需求和視景環(huán)境的需要，基于不同平臺采用不同方法設計了若干單元外景模型文件。根據OpenFlight數(shù)據庫特征，實現(xiàn)2種組織單元模型庫的方法。在Visual C++平臺下利用OpenFlight API編寫程序代碼實現(xiàn)從目標OpenFlight文件中調用基本模型庫中的外景單元模型，并實

5、現(xiàn)對調用后的3D模型進行幾何變化。 虛擬交通標志標線的設計方法研究。結合實際道路及路面標志標線規(guī)劃設計方法探討虛擬場景中的道路標志標線設計方法。在人體視覺和駕駛行為研究的基礎上，結合虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特征和實際公路標志標線設計規(guī)范對漢字的視認性進行深入研究。提出了根據顯示系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化標志文字的算法和針對分布式的虛擬駕駛系統(tǒng)優(yōu)化的標志設置算法。最后給出了3種路面標線模型的設計的實現(xiàn)方式。 視景模型的優(yōu)化方法研究?？偨Y各種3D模