專利名稱：面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，其特點(diǎn)是面向駕駛 訓(xùn)練，在為社會(huì)節(jié)約了場(chǎng)地、汽車、汽油等消耗的同時(shí)，讓駕車者掌握各項(xiàng)基 本駕車基本技能，達(dá)到真實(shí)場(chǎng)景訓(xùn)練相同的效果。
背景技術(shù)：
汽車駕駛模擬訓(xùn)練系統(tǒng)是面向駕駛培訓(xùn)型的汽車駕駛模擬器早在70年代， 美國(guó)、西歐等一些發(fā)達(dá)國(guó)家就開(kāi)始汽車駕駛模擬機(jī)的研究，國(guó)內(nèi)起步較晚，一 些早期開(kāi)發(fā)的汽車駕駛模擬訓(xùn)練系統(tǒng)或是被動(dòng)式的，或雖是主動(dòng)式，但由于開(kāi) 發(fā)工具和開(kāi)發(fā)環(huán)境落后，圖像真實(shí)感差，系統(tǒng)升級(jí)困難。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)不少單 位都在研究將新技術(shù)應(yīng)用于汽車駕駛模擬訓(xùn)練系統(tǒng)中，以提高系統(tǒng)性能。將虛 擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于汽車駕駛模擬訓(xùn)練系統(tǒng)中，實(shí)踐證明不僅在技術(shù)上是可行的， 而且使整個(gè)系統(tǒng)的性能比傳統(tǒng)的駕駛模擬訓(xùn)練系統(tǒng)有了顯著的提高。駕駛模擬的研究最早開(kāi)始于飛行模擬的研究。日本政府在1970年就以正式 法律規(guī)定，汽車駕駛學(xué)校必須裝備汽車駕駛模擬機(jī)。美國(guó)在上一世紀(jì)70年代中 期就有500多所汽車駕駛學(xué)校裝備了汽車駕駛模擬機(jī)，大多數(shù)歐洲國(guó)家也相繼 制定了使用汽車駕駛模擬機(jī)的法規(guī)。上一世紀(jì)80年代以來(lái)，德國(guó)、瑞典、日本、 美國(guó)的各大汽車廠家都分別建立了開(kāi)發(fā)型汽車駕駛模擬器。德國(guó)奔馳公司于 1985年建成的6自由度汽車駕駛模擬機(jī)，其性能代表當(dāng)時(shí)汽車模擬駕 駛機(jī)技術(shù)的最高水平；1989年，德國(guó)大眾汽車公司則更新了原有駕駛模擬機(jī)的 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和視景生成系統(tǒng)，并用于新產(chǎn)品的研制中。在80年代，瑞典VDI 公司也投資建成了汽車駕駛模擬機(jī)，用于瑞典車輛和交通系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)； 美國(guó)GM汽車公司1989年開(kāi)始研制開(kāi)發(fā)型模擬機(jī)，至今為止已經(jīng)開(kāi)發(fā)出第二代 產(chǎn)品，其性能指標(biāo)居世界領(lǐng)先水平；1993年，美國(guó)FORD汽車公司也開(kāi)始研制 自己的開(kāi)發(fā)型駕駛模擬機(jī)；美國(guó)依阿華車輛中心于1993年就啟用1300萬(wàn)美元 來(lái)開(kāi)發(fā)汽車駕駛模擬系統(tǒng)，1996年又增加投資3000萬(wàn)美元由TRW公司進(jìn)行改 進(jìn)，作為研究高速公路及車輛系統(tǒng)的國(guó)家研究基地的一部分，被稱之為國(guó)家先 進(jìn)汽車駕駛模擬機(jī)(NDAS); 1993年，美國(guó)交通部(DOT)招標(biāo)建立美國(guó)的大型駕 駛模擬機(jī)，IOWA大學(xué)中標(biāo)現(xiàn)在正在執(zhí)行中。1991年日本馬自達(dá)公司興建了跑 車型開(kāi)發(fā)型駕駛模擬機(jī)；1995年日本汽車研究所(JARI)也建成了帶有體感模擬 系統(tǒng)的駕駛模擬機(jī)。在國(guó)內(nèi)， 一些公司開(kāi)發(fā)了汽車駕駛訓(xùn)練模擬機(jī)，但與國(guó)際先進(jìn)水平相比， 有較大的差距。目前，北京航空航天大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、中國(guó)航空精密機(jī)械 研究所、東南大學(xué)、吉林工業(yè)大學(xué)等單位在此研究領(lǐng)域正在進(jìn)行積極地開(kāi)展研 究工作，并開(kāi)發(fā)出了一些初期的產(chǎn)品，其中，北京航空航天大學(xué)研制的MCGI-9410T計(jì)算機(jī)成像系統(tǒng)、航空精密機(jī)械研究所研制的QM—CGI汽車駕駛 訓(xùn)練模擬系統(tǒng)較為有代表性，吉林工業(yè)大學(xué)建設(shè)的具有6自由度運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的開(kāi) 發(fā)型車輛駕駛模擬機(jī)，其規(guī)模和性能居世界先進(jìn)水平。武漢理工大學(xué)提出了基 于分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的汽車駕駛模擬機(jī)的系統(tǒng)模型和系統(tǒng)構(gòu)成，將基于人工神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊數(shù)學(xué)理論的駕駛汽車知識(shí)描述等關(guān)鍵技術(shù)用于汽車駕駛模擬機(jī)。General Motors禾口 Virginia Polytechnic Institute and State University于1970年 代在基于Human-in-the-loop模式的駕駛模擬上作出了開(kāi)創(chuàng)性的工作。他們的工 作極大的推動(dòng)了駕駛模擬這一領(lǐng)域的發(fā)展，并對(duì)之后的工作產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。 在這之后，對(duì)這一領(lǐng)域的研究又持續(xù)了 30多年。1990年代，這一領(lǐng)域取得了許 多重要進(jìn)展，許多成功的駕駛模擬機(jī)被開(kāi)發(fā)出來(lái)，其中有IOWA大學(xué)的計(jì)算機(jī) 輔助設(shè)計(jì)中心開(kāi)發(fā)的IOWA駕駛模擬機(jī)。該仿真器有一個(gè)巨大的六腳底座，操 作表盤以及操作儀器。駕駛員通過(guò)方向盤、油門、剎車操作虛擬汽車，并能從 中獲得觸覺(jué)反饋。在駕駛艙內(nèi)，高分辨率的圖像通過(guò)Evans&Sutherland ESIG 2000 投影到駕駛艙前部的屏幕上，同時(shí)，駕駛艙后部的一個(gè)較小的屏幕可以通過(guò)真 實(shí)的后視鏡看到。與此相比，通過(guò)借助圖形學(xué)最新的研究成果以及新一代的圖 形硬件，可以在視覺(jué)反饋的真實(shí)性方面作出更進(jìn)一步的改進(jìn)工作，給用戶提供 更好的視覺(jué)體驗(yàn)。得益于計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展，生產(chǎn)價(jià)格低廉的駕駛模擬機(jī)成為 可能。Systems Technology Incorporated開(kāi)發(fā)出了可以運(yùn)行在個(gè)人計(jì)算機(jī)上的系 統(tǒng)。STI也在這一領(lǐng)域作了許多開(kāi)創(chuàng)性的工作。但是，視角的狹窄成了他們的主 要瓶頸。面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)在實(shí)時(shí)模擬的環(huán)境下，為駕駛者提供120°的水 平視覺(jué)體驗(yàn)，根據(jù)用戶的輸入生成實(shí)時(shí)的視覺(jué)反饋，讓駕駛者有和在真車駕駛 中相同的感覺(jué)。本系統(tǒng)利用GPU完成更靈活復(fù)雜的頂點(diǎn)和像素著色器渲染算法， 以實(shí)時(shí)渲染場(chǎng)景和進(jìn)行物理模擬。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，為社會(huì)節(jié) 約了場(chǎng)地、汽車、汽油等消耗的同時(shí)，讓駕車者掌握各項(xiàng)基本駕車基本技能， 達(dá)到真實(shí)場(chǎng)景訓(xùn)練相同的效果。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是 面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)實(shí)現(xiàn)方法包括如下步驟1) 首先從駕駛艙的設(shè)備中獲取方向盤角度、油門狀態(tài)、剎車狀態(tài)、離合器 狀態(tài)和控制面板上的按鈕輸入信號(hào)，這些信號(hào)通過(guò)傳感器電路轉(zhuǎn)換為電信號(hào)， 再通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，輸入到計(jì)算機(jī)；2) 利用實(shí)時(shí)物理仿真模擬汽車的動(dòng)力學(xué)、汽車和場(chǎng)景物體的交互以及各種 天氣條件對(duì)周圍環(huán)境影響的模擬，創(chuàng)建和駕校使用的培訓(xùn)車輛保持一致的三維模型；3) 創(chuàng)建周圍環(huán)境的三維模型和物理因素的建模，并利用agent建模在場(chǎng)景 中加入自動(dòng)車輛和模擬城市場(chǎng)景中的紅綠燈；4) 通過(guò)圖形渲染系統(tǒng)將實(shí)時(shí)物理仿真的狀態(tài)顯示在三臺(tái)計(jì)算機(jī)屏幕上，駕 駛員根據(jù)當(dāng)前在屏幕上看到的影像判斷當(dāng)前虛擬汽車相對(duì)周圍物體的位置，進(jìn) 而作出相應(yīng)的操作，這些操作將被反饋給圖形渲染系統(tǒng)，再由圖形渲染系統(tǒng)經(jīng) 過(guò)運(yùn)算后產(chǎn)生新的狀態(tài)，最后圖形渲染系統(tǒng)再將這新的狀態(tài)渲染到屏幕上，如 此反復(fù)；5) 利用基于圖形處理器的圖像處理框架實(shí)現(xiàn)輝光特效，對(duì)圖像處理過(guò)程進(jìn) 行抽象，將作用在圖像上的操作抽象為濾波器，濾波器獲得若干圖像作為輸入， 并對(duì)它們進(jìn)行一系列的處理操作，最后輸出結(jié)果圖像；6) 模擬各種天氣情況，利用粒子系統(tǒng)生成雨天效果，并模擬霧天效果，供 駕駛者選擇不同天氣，訓(xùn)練惡劣天氣下的駕駛技能和突發(fā)情況；7) 通過(guò)評(píng)判系統(tǒng)對(duì)用戶駕駛情況進(jìn)行跟蹤，并對(duì)其訓(xùn)練成果進(jìn)行評(píng)判，使 得用戶在沒(méi)有教練或者較少的教練干預(yù)下進(jìn)行自主訓(xùn)練，并根據(jù)評(píng)判結(jié)果了解 訓(xùn)練過(guò)程中出現(xiàn)的主要操作錯(cuò)誤，進(jìn)而予以改正，實(shí)現(xiàn)面向訓(xùn)練的汽車駕駛模 擬機(jī)。所述的創(chuàng)建和駕校使用的培訓(xùn)車輛保持一致的三維模型的方法包括如下步驟1) 創(chuàng)建與駕校使用的培訓(xùn)車輛保持一致的三維模型，訓(xùn)練車模型要按照桑 塔納車型的真實(shí)尺寸參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其關(guān)鍵部分為車底盤的長(zhǎng)寬高、駕駛室 位置、車前板兩條筋線的位置、車徽、三個(gè)后視鏡、以及兩個(gè)因教練需要額外 增加的圓形凸面鏡；2) 先將場(chǎng)景通過(guò)投影變換投影到視景體的近平面上，然后計(jì)算出三個(gè)后視 平面鏡上每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的紋理坐標(biāo)，從而正確地渲染出平面鏡的鏡面；3)采用凹凸映射的方式調(diào)整表面法線，根據(jù)調(diào)整后的表面法線來(lái)修正表面反射的計(jì)算結(jié)果，從而模擬凸面鏡效果。所述的創(chuàng)建周圍環(huán)境的三維模型和物理因素的建模的方法包括如下步驟-1) 三維模型由3DS Max完成，利用FX Composer實(shí)現(xiàn)一些高級(jí)著色效果；2) 采用基于tile的建模方式完成城市場(chǎng)景這種大型場(chǎng)景的建模，每個(gè)tile 都是一些基本的模型單元，通過(guò)將tile的大小及邊界形狀標(biāo)準(zhǔn)化，使tile與tile 之間平滑拼接；3) 對(duì)行駛在同一條路線上的汽車統(tǒng)一建模，汽車從城市中的一個(gè)地點(diǎn)隨機(jī) 地產(chǎn)生，沿一條路線行駛到城市的另一個(gè)地點(diǎn)并消失；或者沿環(huán)形的路線，循 環(huán)不停地行駛，在同一條路線上的所有車輛被當(dāng)作一個(gè)agent處理，每一輛車只 需要處理與前后車，以及和用戶車之間的交互問(wèn)題；4) 使用位圖來(lái)表示任意時(shí)刻紅綠燈各個(gè)標(biāo)志燈的狀態(tài)，0表示滅，1表示 亮，利用一個(gè)簡(jiǎn)單的有限狀態(tài)機(jī)模型來(lái)描述紅綠燈狀態(tài)的改變，實(shí)現(xiàn)紅綠燈隨 時(shí)間變化的效果。所述的通過(guò)圖形渲染系統(tǒng)將實(shí)時(shí)物理仿真的狀態(tài)顯示在三臺(tái)計(jì)算機(jī)屏幕上 的方法包括如下步驟-1) 采用Matrox的TripleHead2Go的三屏幕顯示擴(kuò)增器，顯卡負(fù)責(zé)三維的渲 染工作，三屏幕顯示擴(kuò)增器讓顯示分配到三臺(tái)顯示器上，將三維畫面輸出到一 個(gè)3072X 768分辨率的屏幕上；2) 三臺(tái)顯示器呈環(huán)繞形擺放，左邊的屏幕顯示駕駛員左車窗的景物，中間 的屏幕顯示中間車窗的景物；3) 利用多次渲染在左邊屏幕增加兩個(gè)小窗口，分別顯示俯視圖與汽車左邊 后視鏡的內(nèi)容讓駕駛者更好的分辨現(xiàn)在所處的地理位置和判斷車身的狀態(tài)，中 間屏幕上方添加的小窗口顯示車內(nèi)后視鏡的內(nèi)容，后邊屏幕增加一個(gè)小窗口代 表汽車右方后視鏡的內(nèi)容；4) 為每一個(gè)顯示器的顯示設(shè)置不同的投影矩陣，以生成無(wú)縫的連貫的三屏 全景圖。所述的利用基于圖形處理器的圖像處理框架實(shí)現(xiàn)輝光特效的方法包括如下 步驟1) 將源濾波器、操作子濾波器及目標(biāo)濾波器通過(guò)復(fù)合操作組合起來(lái)構(gòu)建成 新的濾波器，得到一個(gè)濾波器網(wǎng)絡(luò)；2) 用一個(gè)渲染遍來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波器的一次計(jì)算過(guò)程，用像素著色器作為核心函數(shù)，完成計(jì)算任務(wù)，用紋理來(lái)保存中間結(jié)果，并作為參數(shù)傳遞給下一步計(jì)算， 通過(guò)渲染一個(gè)幾何體驅(qū)動(dòng)像素著色器的工作，該像素著色器對(duì)輸入紋理進(jìn)行逐 像素的處理，并將輸出結(jié)果渲染到紋理中；3) 濾波器網(wǎng)絡(luò)是有向無(wú)環(huán)圖，讓濾波器按照拓?fù)渑判虻慕Y(jié)果順序渲染保證 濾波器網(wǎng)絡(luò)正確工作；4) 輝光源被表示為圖像，再對(duì)輝光源圖像做高斯濾波，然后和原始圖像進(jìn) 行alpha混合，最后由一個(gè)渲染濾波器輸出至屏幕。所述的利用粒子系統(tǒng)模擬雨天的方法包括如下步驟1) 利用布告板粒子系統(tǒng)和平面碰撞效果結(jié)點(diǎn)模擬雨天效果；2) 粒子系統(tǒng)關(guān)聯(lián)到發(fā)射結(jié)點(diǎn)，把穹形的天空想象成一個(gè)圓盤狀，發(fā)射結(jié)點(diǎn) 發(fā)射雨滴，雨滴在重力作用下降落；3) 當(dāng)雨滴與地面接觸的時(shí)候，由平面碰撞效果結(jié)點(diǎn)檢測(cè)雨滴與地面的碰撞， 并激發(fā)雨滴反彈粒子系統(tǒng)發(fā)射從地面濺起的雨滴。所述的通過(guò)評(píng)判系統(tǒng)對(duì)用戶駕駛情況進(jìn)行跟蹤的方法包括如下步驟-1) 將錯(cuò)誤分類成以下幾種(1) 車輪與考試項(xiàng)目范圍內(nèi)的道路邊緣線發(fā)生超、軋狀況；(2) 車輪與考試項(xiàng)目范圍內(nèi)的一些特殊障礙物發(fā)生碰、擦、軋狀況；(3) 車輛與考試項(xiàng)目范圍四周的一些特殊障礙物發(fā)生碰、擦、軋狀況；(4) 車輛在考試項(xiàng)目范圍內(nèi)發(fā)生的速度不當(dāng)、檔位錯(cuò)誤或熄火狀況；2) 加入一個(gè)緩沖時(shí)間變量，在發(fā)生錯(cuò)誤之后的這段緩沖時(shí)間之內(nèi)，系統(tǒng)會(huì) 自動(dòng)忽略其間發(fā)生的所有錯(cuò)誤，不在屏幕上加以提示；3) 通過(guò)在場(chǎng)景中添加一些特殊的碰撞體實(shí)現(xiàn)碰撞類型的錯(cuò)誤，運(yùn)行過(guò)程中 進(jìn)行相應(yīng)的碰撞檢測(cè)；4) 對(duì)于其他類型的錯(cuò)誤，在每個(gè)場(chǎng)景內(nèi)設(shè)定類似包圍盒的區(qū)域，在需要進(jìn) 行其他類型錯(cuò)誤判斷的區(qū)域內(nèi)，添加略高于地面碰撞體的很薄的長(zhǎng)方體碰撞體；5) 根據(jù)實(shí)際的場(chǎng)內(nèi)道路駕駛考試評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)和上述的錯(cuò)誤類型對(duì)駕駛者的駕 駛行為進(jìn)行評(píng)判，實(shí)時(shí)地給出駕駛者的分?jǐn)?shù)，顯示于屏幕的左上角。本發(fā)明具有的有益效果是適應(yīng)駕駛培訓(xùn)增長(zhǎng)的需求，節(jié)約場(chǎng)地、汽車、 汽油和人力等資源，其具有的各項(xiàng)考試項(xiàng)目和錯(cuò)誤提示功能使用戶在更安全的 環(huán)境下掌握駕駛的基本技能，用戶在城市場(chǎng)景、山區(qū)道路以及高速公路中的練 習(xí)能達(dá)到熟悉交規(guī)，完善駕駛技能的效果，各種天氣的模擬鍛煉用戶在惡劣情 況下的駕駛技能和對(duì)各種突發(fā)狀況的應(yīng)變能力，在商業(yè)和科研領(lǐng)域都有其重要的應(yīng)用價(jià)值。


圖1是面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)系統(tǒng)示意圖； 圖2是面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)功能示意圖； 圖3是面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)運(yùn)行步驟示意圖； 圖4是汽車仿真模塊的控制接口的工作原理； 圖5是三屏顯示示意圖； 圖6是輝光特效的實(shí)現(xiàn)過(guò)程； 圖7是基于圖形處理器的圖像處理框架； 圖8是雨天模擬的原理。
具體實(shí)施方式
根據(jù)本發(fā)明介紹的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法可以實(shí)現(xiàn)面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)，也 可以作為參照用來(lái)開(kāi)發(fā)用戶期望的汽車駕駛模擬機(jī)。1.面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)的運(yùn)行過(guò)程如圖1所示，包括如下步驟(1) 首先從駕駛艙的設(shè)備中獲取方向盤角度、油門狀態(tài)、剎車狀態(tài)、離合 器狀態(tài)和控制面板上的按鈕輸入信號(hào)，這些信號(hào)通過(guò)傳感器電路轉(zhuǎn)換為電信號(hào)， 再通過(guò)計(jì)算機(jī)上配置的數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，傳感器電路還包括一個(gè) 獲取控制面板按鈕狀態(tài)的鍵盤電路，按鈕狀態(tài)將直接讀取為數(shù)字信號(hào)，并通過(guò) 數(shù)模轉(zhuǎn)換卡上自帶的開(kāi)關(guān)量通路輸入到計(jì)算機(jī)；(2) 利用實(shí)時(shí)物理仿真模擬汽車的動(dòng)力學(xué)、汽車和場(chǎng)景物體的交互以及各 種天氣條件對(duì)周圍環(huán)境影響的模擬，創(chuàng)建和駕校使用的培訓(xùn)車輛保持一致的三 維模型；(3) 創(chuàng)建周圍環(huán)境的三維模型和物理因素的建模，并利用agent建模在場(chǎng) 景中加入自動(dòng)車輛和模擬城市場(chǎng)景中的紅綠燈；(4) 通過(guò)圖形渲染系統(tǒng)將實(shí)時(shí)物理仿真的狀態(tài)顯示在三臺(tái)計(jì)算機(jī)屏幕上， 并利用基于圖形處理器的圖像處理框架實(shí)現(xiàn)輝光特效，駕駛員根據(jù)當(dāng)前在屏幕 上看到的影像判斷當(dāng)前虛擬汽車相對(duì)周圍物體的位置，進(jìn)而作出相應(yīng)的操作， 這些操作將被反饋給系統(tǒng)，再由系統(tǒng)經(jīng)過(guò)運(yùn)算后產(chǎn)生新的狀態(tài)，最后圖形系統(tǒng) 再將這新的狀態(tài)渲染到屏幕上，如此反復(fù)；(5) 模擬各種天氣情況，利用粒子系統(tǒng)生成雨天效果，并模擬霧天效果， 供駕駛者選擇不同天氣，訓(xùn)練惡劣天氣下的駕駛技能和突發(fā)情況；10(6)通過(guò)評(píng)判系統(tǒng)對(duì)用戶駕駛情況進(jìn)行跟蹤，并對(duì)其訓(xùn)練成果進(jìn)行評(píng)判， 使得用戶在沒(méi)有教練或者較少的教練干預(yù)下進(jìn)行自主訓(xùn)練，并根據(jù)評(píng)判結(jié)果了 解訓(xùn)練過(guò)程中出現(xiàn)的主要操作錯(cuò)誤，進(jìn)而予以改正，實(shí)現(xiàn)面向訓(xùn)練的汽車駕駛 模擬機(jī)。2. 用戶利用面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)進(jìn)行的訓(xùn)練包括兩項(xiàng)考試項(xiàng)目和 用戶體驗(yàn),具體如下(1) 考試項(xiàng)目分為路考和樁考；(2) 其中路考包括九項(xiàng)圓餅路、單邊橋、直角轉(zhuǎn)彎、曲線行駛、側(cè)方停 車、上坡停車起步、百米增減檔、限速通過(guò)限寬門和起伏路駕駛；(3) 用戶體驗(yàn)部分，主要目的是讓用戶體驗(yàn)在不同戶外環(huán)境中的駕駛經(jīng)驗(yàn)， 如山區(qū)道路、城市道路、高速公路等。3. 用戶使用面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)的過(guò)程如圖2:(1) 運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)入起始界面，單擊記入全局參數(shù)選擇界面；(2) 全局參數(shù)選擇界面選擇全局參數(shù)，包括是否全屏、屏幕大小、用戶輸 入方式、高級(jí)特效等，點(diǎn)擊確定按鈕進(jìn)入項(xiàng)目相關(guān)參數(shù)選擇界面；(3) 項(xiàng)目相關(guān)參數(shù)選擇界面用于選擇和進(jìn)入場(chǎng)景相關(guān)的參數(shù)，包括練習(xí) 項(xiàng)目選擇、天氣情況選擇、時(shí)間選擇等，點(diǎn)擊確定進(jìn)入真正的場(chǎng)景進(jìn)行訓(xùn)練， 如果希望進(jìn)入其他項(xiàng)目進(jìn)行訓(xùn)練可以返回項(xiàng)目相關(guān)參數(shù)選擇界面進(jìn)行選擇；(4) 進(jìn)入場(chǎng)景進(jìn)行訓(xùn)練，可選擇結(jié)束訓(xùn)練或者更換訓(xùn)練場(chǎng)景。4. 面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)的硬件部分負(fù)責(zé)從駕駛艙的設(shè)備中獲取輸入 信號(hào)，然后將輸入信息傳遞給汽車仿真模塊用于控制汽車行為。傳感器用于將 駕駛艙中輸入設(shè)備的機(jī)械動(dòng)作轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，經(jīng)由計(jì)算機(jī)機(jī)上配備的數(shù)模轉(zhuǎn) 換裝置，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)?？刂泼姘迳系陌粹o狀態(tài)直接通過(guò)數(shù)模卡數(shù)字通道輸 入到計(jì)算機(jī)。程序在運(yùn)行時(shí)，每一幀都會(huì)對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器進(jìn)行查詢，從中獲得機(jī) 械部件的狀態(tài)，并將它們轉(zhuǎn)換為汽車模擬模塊的輸入命令，用來(lái)指示虛擬汽車 做出相應(yīng)的動(dòng)作。為了支持各種不同的控制設(shè)備，對(duì)汽車仿真模塊的控制接口 進(jìn)行了抽象，工作原理如圖3所示(1) 輸入模塊通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序獲取數(shù)模轉(zhuǎn)換器各個(gè)輸入通道上的輸入信號(hào)；(2) 輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制汽車的命令，送入先進(jìn)先出結(jié)構(gòu)的命令緩沖中；(3) FIFO的另一頭，汽車模擬模塊從緩沖中讀出并解釋執(zhí)行控制命令。5.用戶的視覺(jué)感受來(lái)自三臺(tái)環(huán)繞擺放的顯示器，利用寬屏環(huán)幕儀讓顯示分 配到三臺(tái)顯示器上，三個(gè)顯示器分別模擬駕駛者前方、左方和右方的視覺(jué)范圍，讓駕駛者有沉浸感，如同在真車中駕駛一樣。其原理如圖4所示(1)人坐在車內(nèi)時(shí)，前方、左方和右方是最重要的視覺(jué)范圍，采用120°的視角為用戶生成他所見(jiàn)到的車外景象，以3072X768的高分辨率圖像在三個(gè) 顯示器上顯示；(2) 釆用Matrox的TripleHead2Go的三屏幕顯示擴(kuò)增器，顯卡負(fù)責(zé)3D的 渲染工作，這個(gè)三屏幕顯示擴(kuò)增器可以讓顯示分配到三臺(tái)顯示器上，把3D畫面 輸出到一個(gè)3072X 768分辨率的屏幕上；(3) 物理上，三臺(tái)顯示器呈環(huán)繞形擺放，左邊的屏幕顯示駕駛員左車窗的 景物，中間的屏幕顯示中間車窗的景物；(4) 左邊屏幕增加兩個(gè)小窗口，分別顯示俯視圖與汽車左邊后視鏡的內(nèi)容，俯視圖的目的是為了讓駕駛者更好的分辨現(xiàn)在所處的地理位置，左后視鏡是幫 助駕駛者判斷車身的狀態(tài)；中間屏幕上方添加一個(gè)小窗口顯示車內(nèi)后視鏡的內(nèi)容(可關(guān)閉)；后邊屏幕增加 一個(gè)小窗口代表汽車右方后視鏡的內(nèi)容；(5) 為每一個(gè)顯示器的顯示設(shè)置不同的投影矩陣，以生成無(wú)縫的連貫的三 屏全景圖。6.用戶可選擇進(jìn)入城市場(chǎng)景熟悉駕駛技能和交規(guī)，城市場(chǎng)景的建模屬于大 型場(chǎng)景的建模，需要有大量地理區(qū)域的場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)和結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)鸟R路、地形、 自然景物及帶文化特征的景物。大型場(chǎng)景內(nèi)容瑣碎零散，修改麻煩，加載到程 序里很慢。大規(guī)模的城市場(chǎng)景采用了基于tile的建模方式?；趖ile的建模方式將整個(gè)場(chǎng)景看成是tile的集合，每個(gè)tile都是一些基本 的模型單元，通過(guò)將tile的大小及邊界形狀標(biāo)準(zhǔn)化，tile與tile之間可以做到平 滑拼接。模塊化的建模方式，大大簡(jiǎn)化了巨型場(chǎng)景的建模工作，減輕了場(chǎng)景的 維護(hù)負(fù)擔(dān)，分塊的場(chǎng)景有利于整塊的可見(jiàn)性判別，大大加速了渲染速度。將地 面路況較好的城市場(chǎng)景看成一個(gè)巨大的平面，這個(gè)平面由若干大小合適的tile 構(gòu)成，這些tile中有很多相同的單元，城市的建模就像拼圖，拼圖的塊只有有限 的幾種，但每一種都有很多的復(fù)制品，可以重復(fù)利用。7.用戶駕車時(shí)會(huì)遇到交通燈和后視鏡產(chǎn)生強(qiáng)烈的反光效果的情況，利用 基于圖形處理器的圖像處理框架實(shí)現(xiàn)這種輝光特效，其原理是對(duì)圖像處理過(guò)程 進(jìn)行抽象，將作用在圖像上的操作抽象為濾波器，濾波器獲得若干圖像作為輸 入，并對(duì)它們進(jìn)行一系列的處理操作，最后輸出結(jié)果圖像，如圖5所示，具體 步驟如下(1) 將三種最基本的濾波器源、操作子及目標(biāo)濾波器通過(guò)復(fù)合操作組 合起來(lái)構(gòu)建成新的濾波器，得到一個(gè)濾波器網(wǎng)絡(luò)；(2) 濾波器網(wǎng)絡(luò)是有向無(wú)環(huán)圖，通常一個(gè)濾波器可以接收多個(gè)參數(shù)，但 最多有一個(gè)輸出，即濾波器網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)前驅(qū)，但最多有一個(gè)后 繼；(3) 模擬機(jī)采用的濾波器網(wǎng)絡(luò)具有三種基本類型的濾波器，還有一個(gè)高 斯濾波器和一個(gè)加法器；(4) 用一個(gè)渲染遍來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波器的一次計(jì)算過(guò)程，用像素著色器作為核 心函數(shù)，完成計(jì)算任務(wù)，用紋理來(lái)保存中間結(jié)果，并作為參數(shù)傳遞給下一步計(jì) 算，通過(guò)渲染一個(gè)幾何體驅(qū)動(dòng)像素著色器的工作，該像素著色器對(duì)輸入紋理進(jìn) 行逐像素的處理，并將輸出結(jié)果渲染到紋理中；(5) 濾波器網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)并行計(jì)算模型，當(dāng)某個(gè)濾波器所有的輸入端口上 的數(shù)據(jù)都可用后，這個(gè)濾波器即可被執(zhí)行。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)將濾波器映射到圖形處 理器上的一次渲染遍，不同的渲染遍不能同時(shí)進(jìn)行，需要維護(hù)濾波器在圖形處 理器上的渲染順序，保證任何一個(gè)濾波器在執(zhí)行時(shí)其前驅(qū)都己經(jīng)完成，從而保 證每個(gè)濾波器都能得到正確的數(shù)據(jù)。有向無(wú)環(huán)圖對(duì)應(yīng)為偏序集，通過(guò)對(duì)有向無(wú) 環(huán)圖進(jìn)行拓?fù)渑判蚪鉀Q渲染順序，讓濾波器按照拓?fù)渑判虻慕Y(jié)果順序渲染保證 濾波器網(wǎng)絡(luò)正確工作；(6) 將圖像數(shù)據(jù)表示為紋理數(shù)據(jù)，使濾波器的結(jié)果被渲染到紋理上，該 紋理再作為其他濾波器的輸入，輝光源被表示為圖像，再對(duì)輝光源圖像做高斯 濾波，然后和原始圖像進(jìn)行alpha混合，最后由一個(gè)渲染濾波器輸出至屏幕，如 圖6所示。8.用戶進(jìn)入場(chǎng)景時(shí)需要選擇何種天氣情況，面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)為 用戶提供的不同天氣情況包括晴天、霧天、雨天，雨天效果的模擬如圖7所示:(1) 利用布告板粒子系統(tǒng)和平面碰撞效果結(jié)點(diǎn)模擬雨天效果；(2) 粒子系統(tǒng)關(guān)聯(lián)到發(fā)射結(jié)點(diǎn)，其渲染類型為軌跡精靈布告板粒子系統(tǒng)， 根據(jù)軌跡向量扭曲布告板生成軌跡，根據(jù)粒子的速度更新軌跡向量，把穹形的 天空想象成一個(gè)圓盤狀，發(fā)射結(jié)點(diǎn)發(fā)射雨滴，設(shè)置雨滴的初始狀態(tài)包括雨滴 半徑、雨滴生命周期、雨滴初始速度、以及雨滴顏色，雨滴在重力作用下降落;(3) 當(dāng)雨滴與地面接觸的時(shí)候，由平面碰撞效果結(jié)點(diǎn)檢測(cè)雨滴與地面的碰 撞，并激發(fā)雨滴反彈粒子系統(tǒng)發(fā)射從地面濺起的雨滴，該粒子系統(tǒng)也是布告板 粒子系統(tǒng)，渲染類型為軌跡精靈布告板粒子系統(tǒng)，發(fā)射類型是點(diǎn)狀，雨滴受到地面的緩沖，其生命周期更短，且雨滴的速度方向設(shè)置為地面的斜上方；(4)由雨滴發(fā)射和反彈粒子系統(tǒng)以及平面碰撞效果結(jié)點(diǎn)的合作，生成場(chǎng)景中雨天效果的模擬。9.用戶訓(xùn)練時(shí)，面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)系統(tǒng)有代替真人教練的作用， 自動(dòng)判斷用戶是否發(fā)生駕駛誤操作，系統(tǒng)智能化的操作評(píng)價(jià)系統(tǒng)分為兩個(gè)部分， 錯(cuò)誤提示和評(píng)分模塊。錯(cuò)誤模塊部分，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)機(jī)動(dòng)車駕駛員培訓(xùn)教學(xué)大綱 要求，在駕駛者練習(xí)的過(guò)程中，判斷駕駛者是否有操作失誤之處，并識(shí)別駕駛 錯(cuò)誤類型，然后再做出相應(yīng)的提示。評(píng)分模塊根據(jù)錯(cuò)誤提示識(shí)別出的錯(cuò)誤類型， 系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的扣分，并實(shí)時(shí)地顯示當(dāng)前的分?jǐn)?shù)。錯(cuò)誤提示模塊如圖8所示(1) 是否在錯(cuò)誤緩沖時(shí)間內(nèi)，如果是則進(jìn)行錯(cuò)誤判斷，否則不進(jìn)行錯(cuò)誤判斷；(2) 分析是否發(fā)生碰撞，如果發(fā)生則進(jìn)入下一步分析錯(cuò)誤類型，否則不進(jìn) 行錯(cuò)誤類型分析；(3) 如果發(fā)生碰撞類的錯(cuò)誤，則進(jìn)一步分析屬于何種碰撞類錯(cuò)誤，提示用 戶并實(shí)時(shí)打分顯示于屏幕的左上角；(4) 如果發(fā)生非碰撞類錯(cuò)誤，則通過(guò)提取汽車當(dāng)前的狀態(tài)信息分析是否有 超速、檔位不正確、熄火等的錯(cuò)誤；(5) 錯(cuò)誤提示結(jié)束后，更新系統(tǒng)狀態(tài)，設(shè)置錯(cuò)誤緩沖時(shí)間。
權(quán)利要求
1. 一種面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括如下步驟1)首先從駕駛艙的設(shè)備中獲取方向盤角度、油門狀態(tài)、剎車狀態(tài)、離合器狀態(tài)和控制面板上的按鈕輸入信號(hào)，這些信號(hào)通過(guò)傳感器電路轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，輸入到計(jì)算機(jī)；2)利用實(shí)時(shí)物理仿真模擬汽車的動(dòng)力學(xué)、汽車和場(chǎng)景物體的交互以及各種天氣條件對(duì)周圍環(huán)境影響的模擬，創(chuàng)建和駕校使用的培訓(xùn)車輛保持一致的三維模型；3)創(chuàng)建周圍環(huán)境的三維模型和物理因素的建模，并利用agent建模在場(chǎng)景中加入自動(dòng)車輛和模擬城市場(chǎng)景中的紅綠燈；4)通過(guò)圖形渲染系統(tǒng)將實(shí)時(shí)物理仿真的狀態(tài)顯示在三臺(tái)計(jì)算機(jī)屏幕上，駕駛員根據(jù)當(dāng)前在屏幕上看到的影像判斷當(dāng)前虛擬汽車相對(duì)周圍物體的位置，進(jìn)而作出相應(yīng)的操作，這些操作將被反饋給圖形渲染系統(tǒng)，再由圖形渲染系統(tǒng)經(jīng)過(guò)運(yùn)算后產(chǎn)生新的狀態(tài)，最后圖形渲染系統(tǒng)再將這新的狀態(tài)渲染到屏幕上，如此反復(fù)；5)利用基于圖形處理器的圖像處理框架實(shí)現(xiàn)輝光特效，對(duì)圖像處理過(guò)程進(jìn)行抽象，將作用在圖像上的操作抽象為濾波器，濾波器獲得若干圖像作為輸入，并對(duì)它們進(jìn)行一系列的處理操作，最后輸出結(jié)果圖像；6)模擬各種天氣情況，利用粒子系統(tǒng)生成雨天效果，并模擬霧天效果，供駕駛者選擇不同天氣，訓(xùn)練惡劣天氣下的駕駛技能和突發(fā)情況；7)通過(guò)評(píng)判系統(tǒng)對(duì)用戶駕駛情況進(jìn)行跟蹤，并對(duì)其訓(xùn)練成果進(jìn)行評(píng)判，使得用戶在沒(méi)有教練或者較少的教練干預(yù)下進(jìn)行自主訓(xùn)練，并根據(jù)評(píng)判結(jié)果了解訓(xùn)練過(guò)程中出現(xiàn)的主要操作錯(cuò)誤，進(jìn)而予以改正，實(shí)現(xiàn)面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，其特 征在于所述的創(chuàng)建和駕校使用的培訓(xùn)車輛保持一致的三維模型的方法包括如下 步驟1) 創(chuàng)建與駕校使用的培訓(xùn)車輛保持一致的三維模型，訓(xùn)練車模型要按照 桑塔納車型的真實(shí)尺寸參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其關(guān)鍵部分為車底盤的長(zhǎng)寬高、駕駛 室位置、車前板兩條筋線的位置、車徽、三個(gè)后視鏡、以及兩個(gè)因教練需要額 外增加的圓形凸面鏡；2) 先將場(chǎng)景通過(guò)投影變換投影到視景體的近平面上，然后計(jì)算出三個(gè)后 視平面鏡上每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的紋理坐標(biāo)，從而正確地渲染出平面鏡的鏡面；3)采用凹凸映射的方式調(diào)整表面法線，根據(jù)調(diào)整后的表面法線來(lái)修正表面反射的計(jì)算結(jié)果，從而模擬凸面鏡效果。
3. 權(quán)利要求1所述的一種面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的創(chuàng)建周圍環(huán)境的三維模型和物理因素的建模的方法包括如下步驟1) 三維模型由3DS Max完成，利用FX Composer實(shí)現(xiàn)一些高級(jí)著色效果；2) 采用基于tile的建模方式完成城市場(chǎng)景這種大型場(chǎng)景的建模，每個(gè)tile 都是一些基本的模型單元，通過(guò)將tile的大小及邊界形狀標(biāo)準(zhǔn)化，使tile與tile 之間平滑拼接；3) 對(duì)行駛在同一條路線上的汽車統(tǒng)一建模，汽車從城市中的一個(gè)地點(diǎn)隨 機(jī)地產(chǎn)生，沿一條路線行駛到城市的另一個(gè)地點(diǎn)并消失；或者沿環(huán)形的路線， 循環(huán)不停地行駛，在同一條路線上的所有車輛被當(dāng)作一個(gè)agent處理，每一輛車 只需要處理與前后車，以及和用戶車之間的交互問(wèn)題；4) 使用位圖來(lái)表示任意時(shí)刻紅綠燈各個(gè)標(biāo)志燈的狀態(tài)，0表示滅，l表示 亮，利用一個(gè)簡(jiǎn)單的有限狀態(tài)機(jī)模型來(lái)描述紅綠燈狀態(tài)的改變，實(shí)現(xiàn)紅綠燈隨 時(shí)間變化的效果。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，其 特征在于所述的通過(guò)圖形渲染系統(tǒng)將實(shí)時(shí)物理仿真的狀態(tài)顯示在三臺(tái)計(jì)算機(jī)屏 幕上的方法包括如下步驟1) 采用Matrox的TripleHead2Go的三屏幕顯示擴(kuò)增器，顯卡負(fù)責(zé)三維的 渲染工作，三屏幕顯示擴(kuò)增器讓顯示分配到三臺(tái)顯示器上，將三維畫面輸出到 一個(gè)3072X 768分辨率的屏幕上；2) 三臺(tái)顯示器呈環(huán)繞形擺放，左邊的屏幕顯示駕駛員左車窗的景物，中 間的屏幕顯示中間車窗的景物；3) 利用多次渲染在左邊屏幕增加兩個(gè)小窗口，分別顯示俯視圖與汽車左 邊后視鏡的內(nèi)容讓駕駛者更好的分辨現(xiàn)在所處的地理位置和判斷車身的狀態(tài)， 中間屏幕上方添加的小窗口顯示車內(nèi)后視鏡的內(nèi)容，后邊屏幕增加一個(gè)小窗口 代表汽車右方后視鏡的內(nèi)容；4) 為每一個(gè)顯示器的顯示設(shè)置不同的投影矩陣，以生成無(wú)縫的連貫的三 屏全景圖。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，其特 征在于所述的利用基于圖形處理器的圖像處理框架實(shí)現(xiàn)輝光特效的方法包括如 下步驟1)將源濾波器、操作子濾波器及目標(biāo)濾波器通過(guò)復(fù)合操作組合起來(lái)構(gòu)建成新的濾波器，得到一個(gè)濾波器網(wǎng)絡(luò)；2) 用一個(gè)渲染遍來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波器的一次計(jì)算過(guò)程，用像素著色器作為核心函數(shù)，完成計(jì)算任務(wù)，用紋理來(lái)保存中間結(jié)果，并作為參數(shù)傳遞給下一步計(jì)算， 通過(guò)渲染一個(gè)幾何體驅(qū)動(dòng)像素著色器的工作，該像素著色器對(duì)輸入紋理進(jìn)行逐像素的處理，并將輸出結(jié)果渲染到紋理中；3) 濾波器網(wǎng)絡(luò)是有向無(wú)環(huán)圖，讓濾波器按照拓?fù)渑判虻慕Y(jié)果順序渲染保 證濾波器網(wǎng)絡(luò)正確工作；4) 輝光源被表示為圖像，再對(duì)輝光源圖像做高斯濾波，然后和原始圖像 進(jìn)行alpha混合，最后由 一個(gè)渲染濾波器輸出至屏幕。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，其特 征在于所述的利用粒子系統(tǒng)模擬雨天的方法包括如下步驟-1) 利用布告板粒子系統(tǒng)和平面碰撞效果結(jié)點(diǎn)模擬雨天效果；2) 粒子系統(tǒng)關(guān)聯(lián)到發(fā)射結(jié)點(diǎn)，把穹形的天空想象成一個(gè)圓盤狀，發(fā)射結(jié) 點(diǎn)發(fā)射雨滴，雨滴在重力作用下降落；3) 當(dāng)雨滴與地面接觸的時(shí)候，由平面碰撞效果結(jié)點(diǎn)檢測(cè)雨滴與地面的碰 撞，并激發(fā)雨滴反彈粒子系統(tǒng)發(fā)射從地面濺起的雨滴。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，其特 征在于所述的通過(guò)評(píng)判系統(tǒng)對(duì)用戶駕駛情況進(jìn)行跟蹤的方法包括如下步驟O將錯(cuò)誤分類成以下幾種-(1) 車輪與考試項(xiàng)目范圍內(nèi)的道路邊緣線發(fā)生超、軋狀況；(2) 車輪與考試項(xiàng)目范圍內(nèi)的一些特殊障礙物發(fā)生碰、擦、軋狀況；(3) 車輛與考試項(xiàng)目范圍四周的一些特殊障礙物發(fā)生碰、擦、軋狀況；(4) 車輛在考試項(xiàng)目范圍內(nèi)發(fā)生的速度不當(dāng)、檔位錯(cuò)誤或熄火狀況； 2) 加入一個(gè)緩沖時(shí)間變量，在發(fā)生錯(cuò)誤之后的這段緩沖時(shí)間之內(nèi)，系統(tǒng) 會(huì)自動(dòng)忽略其間發(fā)生的所有錯(cuò)誤，不在屏幕上加以提示； 3) 通過(guò)在場(chǎng)景中添加一些特殊的碰撞體實(shí)現(xiàn)碰撞類型的錯(cuò)誤，運(yùn)行過(guò)程 中進(jìn)行相應(yīng)的碰撞檢測(cè)； 4) 對(duì)于其他類型的錯(cuò)誤，在每個(gè)場(chǎng)景內(nèi)設(shè)定類似包圍盒的區(qū)域，在需要 進(jìn)行其他類型錯(cuò)誤判斷的區(qū)域內(nèi)，添加略高于地面碰撞體的很薄的長(zhǎng)方體碰撞 體； 5) 根據(jù)實(shí)際的場(chǎng)內(nèi)道路駕駛考試評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)和上述的錯(cuò)誤類型對(duì)駕駛者的 駕駛行為進(jìn)行評(píng)判，實(shí)時(shí)地給出駕駛者的分?jǐn)?shù)，顯示于屏幕的左上角。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種面向訓(xùn)練的汽車駕駛模擬機(jī)實(shí)現(xiàn)方法。它借助計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生汽車行駛過(guò)程中的虛擬視覺(jué)、音響效果和運(yùn)動(dòng)仿真，使駕駛學(xué)員沉浸到虛擬駕駛環(huán)境中，學(xué)員根據(jù)虛擬駕駛環(huán)境提供的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)感受，構(gòu)想其駕駛動(dòng)作，操縱模擬駕駛艙中的操縱機(jī)構(gòu)。本發(fā)明適應(yīng)駕駛培訓(xùn)增長(zhǎng)的需求，節(jié)約場(chǎng)地、汽車、汽油和人力等資源，具有各項(xiàng)考試項(xiàng)目和錯(cuò)誤提示功能，使用戶在更安全的環(huán)境下掌握駕駛的基本技能，在城市場(chǎng)景、山區(qū)道路以及高速公路中的練習(xí)能達(dá)到熟悉交規(guī)，完善駕駛技能的效果，各種天氣的模擬鍛煉用戶在惡劣情況下的駕駛技能和對(duì)各種突發(fā)狀況的應(yīng)變能力，在商業(yè)和科研領(lǐng)域都有其重要的應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)G06T15/00GK101251958SQ20071006992
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2007年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月6日
發(fā)明者馮小草, 超 孫, 張明敏, 峰 謝 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)