汽車駕駛虛擬現(xiàn)實(shí)

1、第4章 汽車駕駛仿真器 4.1.概況4.2.汽車駕駛仿真器的原理4.3. 汽車駕駛仿真器的關(guān)鍵技術(shù)4.4. 汽車駕駛仿真器的開發(fā)與發(fā)展趨勢(shì)14.1.概況 駕駛仿真系統(tǒng)是基于VR技術(shù)的一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于汽車駕駛仿真系統(tǒng)中，就是通過計(jì)算機(jī)產(chǎn)生汽車行駛過程中的虛擬視景、音響效果和運(yùn)動(dòng)仿真，使駕駛員沉浸到虛擬駕駛環(huán)境中，并有實(shí)車駕駛的感覺，駕駛員根據(jù)虛擬駕駛環(huán)境提供的視覺、聽覺、觸覺感受，構(gòu)想其駕駛動(dòng)作，操縱模擬駕駛艙中的操縱機(jī)構(gòu)，計(jì)算機(jī)根據(jù)駕駛員的操作狀態(tài)，實(shí)時(shí)地改變汽車在虛擬環(huán)境中的狀態(tài)，其過程的不斷循環(huán)，構(gòu)成駕駛員虛擬駕駛環(huán)境之間的交互作用，實(shí)現(xiàn)了汽車的虛擬駕駛，從而體驗(yàn)、認(rèn)

2、識(shí)和學(xué)習(xí)現(xiàn)實(shí)世界中的汽車駕駛。2第4章 汽車駕駛仿真器4.1.概況 汽車駕駛仿真系統(tǒng)具有駕駛模擬效果逼真、節(jié)能、安全、經(jīng)濟(jì)，不受時(shí)間、氣候、場(chǎng)地的限制，駕駛訓(xùn)練效率高、培訓(xùn)周期短等優(yōu)勢(shì)，在新車型開發(fā)和駕駛培訓(xùn)方面應(yīng)用十分廣泛。VIRTOOLS作為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的開發(fā)工具之一，以其友好的圖形開發(fā)界面和強(qiáng)大的三維引擎功能，越來越受到人們的信賴，是研究與實(shí)現(xiàn)汽車駕駛仿真系統(tǒng)的理想工具。 3第4章 汽車駕駛仿真器4.1.1 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)從20世紀(jì)80年代以來，國(guó)外的各大汽車集團(tuán)和汽車技術(shù)研究機(jī)構(gòu)就開始投入大量的人力、物力甚至應(yīng)用國(guó)防及空間領(lǐng)域的高精技術(shù)來開發(fā)各類駕駛仿真系統(tǒng)。1985年，德國(guó)戴姆勒奔馳

3、公司在柏林研制成功了六自由度開發(fā)型駕駛模擬器，該系統(tǒng)已成功地用于系列化高速轎車的產(chǎn)品開發(fā)中，其性能代表著當(dāng)時(shí)汽車駕駛仿真技術(shù)的最高水平。與此同時(shí)，瑞典的VDI公司也建成了規(guī)模較小的汽車駕駛模擬器，用于瑞典車輛和交通系統(tǒng)的研究與開發(fā)。4第4章 汽車駕駛仿真器4.1.1 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)1989年，德國(guó)大眾汽車公司改建了其原有的駕駛模擬器，更新了計(jì)算機(jī)運(yùn)算系統(tǒng)和視景生成系統(tǒng)，并用于新產(chǎn)品的研制中。1991年，日本馬自達(dá)汽車公司興建了跑車開發(fā)型汽車駕駛模擬器。1993年，美國(guó)依阿華車輛中心啟用1300萬美元來開發(fā)汽車駕駛模擬系統(tǒng)。1995年，日本汽車研究所（JARI）也建成了帶有立體感模擬系統(tǒng)的駕駛模

4、擬器。 目前，德國(guó)、瑞典、日本、美國(guó)的各大汽車廠家和研究室都相應(yīng)更新了自己的開發(fā)型汽車駕駛仿真系統(tǒng)，不斷完善車輛的動(dòng)力學(xué)模型，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)都可以模擬六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)情況，視景系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)成像系統(tǒng)(CGI)，可以提供逼真的車輛環(huán)境。5第4章 汽車駕駛仿真器4.1.1 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)1989年，德國(guó)大眾汽車公司改建了其原有的駕駛模擬器，更新了計(jì)算機(jī)運(yùn)算系統(tǒng)和視景生成系統(tǒng)，并用于新產(chǎn)品的研制中。1991年，日本馬自達(dá)汽車公司興建了跑車開發(fā)型汽車駕駛模擬器。1993年，美國(guó)依阿華車輛中心啟用1300萬美元來開發(fā)汽車駕駛模擬系統(tǒng)。1995年，日本汽車研究所（JARI）也建成了帶有立體感模擬系統(tǒng)的駕駛模擬器

5、。 目前，德國(guó)、瑞典、日本、美國(guó)的各大汽車廠家和研究室都相應(yīng)更新了自己的開發(fā)型汽車駕駛仿真系統(tǒng)，不斷完善車輛的動(dòng)力學(xué)模型，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)都可以模擬六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)情況，視景系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)成像系統(tǒng)(CGI)，可以提供逼真的車輛環(huán)境。6第4章 汽車駕駛仿真器4.1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)在駕駛仿真系統(tǒng)方面的研究起步較晚，經(jīng)歷了一個(gè)從引進(jìn)國(guó)外產(chǎn)品到自行研制的較漫長(zhǎng)的發(fā)展過程。開始是引進(jìn)捷克的點(diǎn)光源平板投影式仿真器，道路盤上的道路是用筆描繪而成的平面景象，無坡道；接著引進(jìn)了美國(guó)的放電影、被動(dòng)式汽車仿真器，一個(gè)控制臺(tái)控制20個(gè)座艙。20世紀(jì)70年代，中國(guó)已經(jīng)有自己研制的點(diǎn)光源、轉(zhuǎn)盤機(jī)電式汽車模擬器14了。90年

6、代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖形、圖像技術(shù)的發(fā)展，汽車駕駛仿真系統(tǒng)走進(jìn)國(guó)內(nèi)，多所知名大學(xué)都在這方面作了大量貢獻(xiàn)。7第4章 汽車駕駛仿真器4.1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀裝甲兵工程學(xué)院開發(fā)的MUL-QJM汽車駕駛模擬器采用了實(shí)時(shí)車輛動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真模型和實(shí)時(shí)CGI技術(shù)，不僅可以完成汽車駕駛培訓(xùn)，還可以進(jìn)行車輛安全性、人機(jī)工程、道路工程等的研究。南京大學(xué)軟件新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用三維場(chǎng)景人工智能技術(shù)，采用通用的軟硬件平臺(tái)，開發(fā)出了主動(dòng)式三維汽車駕駛訓(xùn)練模擬器15。昆明理工大學(xué)交通綜合模擬實(shí)驗(yàn)室也于1999年開發(fā)出了基于網(wǎng)絡(luò)的WM汽車駕駛模擬器，除了其先進(jìn)的車輛模型、逼真的視景系統(tǒng)外，它的聯(lián)網(wǎng)功能可允許多臺(tái)駕駛

7、模擬器同時(shí)操作，并具有可選擇的對(duì)車輛的監(jiān)視功能。 8第4章 汽車駕駛仿真器4.1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀北京航空航天大學(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QMCGI汽車駕駛訓(xùn)練模擬系統(tǒng)也相當(dāng)有代表性。2004年2月中旬，由北京科技大學(xué)信息學(xué)院研制的VR-4駕駛模擬器的問世首先重點(diǎn)解決了“學(xué)員駕車的人造環(huán)境問題”。這種VR-4型駕駛模擬器可以讓學(xué)習(xí)者在視覺感受，操縱感受和運(yùn)動(dòng)感受三方面都能找到真實(shí)駕駛的感覺。這項(xiàng)技術(shù)已通過了專家鑒定，并取得了國(guó)家專利。9吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)完成的開發(fā)型ADSL16,17駕駛模擬器，按其建設(shè)規(guī)模和性能設(shè)計(jì)指標(biāo)，現(xiàn)居世界第

8、二位。該ADSL駕駛模擬器具有：真實(shí)的人車操作界面、重復(fù)可控的試驗(yàn)場(chǎng)景、可任意嵌入實(shí)物試驗(yàn)、高速的仿真運(yùn)算能力、無風(fēng)險(xiǎn)的極限場(chǎng)景試驗(yàn)等功能。哈爾濱工程大學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)與醫(yī)學(xué)圖像處理實(shí)驗(yàn)室于2007年開發(fā)了汽車駕駛模擬器，用于駕駛學(xué)校倒樁測(cè)試于練習(xí)時(shí)使用。該模擬器采用真實(shí)的方向盤和制動(dòng)系統(tǒng)，模擬器安裝在真實(shí)的汽車中，前后左右用四個(gè)顯示器分別模擬汽車的前后窗，和左右兩個(gè)反光鏡。是人在模擬器中駕駛能達(dá)到沉浸、逼真的駕駛體驗(yàn)。10第4章 汽車駕駛仿真器4.1.3 存在問題縱觀國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究，不難發(fā)現(xiàn)，目前在汽車駕駛仿真領(lǐng)域，已經(jīng)取得了一些很好的成果，但是仍然存在許多問題：國(guó)外重視硬件開發(fā)，生成的視景數(shù)據(jù)

9、太大，導(dǎo)致對(duì)硬件要求提高，模擬器的價(jià)格昂貴18；國(guó)內(nèi)開發(fā)技術(shù)含量相對(duì)較低，已經(jīng)研制出來的汽車駕駛模擬系統(tǒng)大都沒有擺脫賽車游戲模式的束縛19，或多或少地存在著汽車視景與操縱動(dòng)作脫節(jié)、遲后，“沉浸感”、“交互性”與“實(shí)時(shí)性”不強(qiáng)等缺點(diǎn)。11第4章 汽車駕駛仿真器4.1.3 存在問題此外，隨著對(duì)汽車駕駛仿真系統(tǒng)需求的不斷增加，學(xué)員需要的培訓(xùn)方式不僅僅是對(duì)汽車上操縱機(jī)構(gòu)的熟悉和應(yīng)用過程，而是一種“自助式”的教學(xué)過程。這就要求駕駛模擬裝置不僅能夠提供仿真的駕駛環(huán)境，而且還要求在駕駛訓(xùn)練的過程中起到一種人類教練所具有指導(dǎo)功能20-23，能夠?qū)τ?xùn)練者的操作過程進(jìn)行監(jiān)督，指出其在操作上的錯(cuò)誤并予以糾正，以及在

10、操作完成時(shí)對(duì)訓(xùn)練者所完成的操作進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)?？梢?，自主研究與開發(fā)一個(gè)在普通微機(jī)上實(shí)現(xiàn)的，大眾化、易于普及的，針對(duì)人車環(huán)境閉環(huán)系統(tǒng)開發(fā)、適合我國(guó)道路狀況和交通法規(guī)的汽車駕駛仿真系統(tǒng)任重而道遠(yuǎn)。12第4章 汽車駕駛仿真器4.2.汽車駕駛仿真器的原理汽車駕駛模擬器是用于汽車產(chǎn)品開發(fā)、“人一車一環(huán)境”交通特性研究或駕駛培訓(xùn)的一種重要工具。根據(jù)其用途、性能、要求等方面的不同，基本上可以分為兩類:一類是用于產(chǎn)品開發(fā)和“人車環(huán)境”系統(tǒng)等基礎(chǔ)研究的模擬裝置(開發(fā)型駕駛模擬器或駕駛仿真器);另一類是用于安全教育、交通規(guī)則教育和駕駛訓(xùn)練的模擬裝置。它們都被用來模擬真實(shí)的車輛駕駛和運(yùn)行過程，系統(tǒng)的基本組成原理也大

11、致相同，但它們的應(yīng)用領(lǐng)域、技術(shù)水平、成本以及由此產(chǎn)生的效果卻有較大差別。開發(fā)型駕駛模擬器是利用計(jì)算機(jī)，在電子、液壓、控制等技術(shù)支持下，從人一車一環(huán)境閉環(huán)系統(tǒng)的整體性能出發(fā)，對(duì)汽車的主動(dòng)安全性、操縱性能等進(jìn)行仿真研究和開發(fā)的大型實(shí)驗(yàn)裝備。13第4章 汽車駕駛仿真器4.2.汽車駕駛仿真器的原理典型的開發(fā)型駕駛模擬器投資巨大，但功能非常全面。它一般由運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)、視景模擬系統(tǒng)、控制操縱系統(tǒng)、音響模擬系統(tǒng)、觸感模擬系統(tǒng)及性能評(píng)價(jià)系統(tǒng)組成。同造價(jià)昂貴、仿真性能全面的開發(fā)型駕駛模擬器相比，汽車駕駛訓(xùn)練模擬器的應(yīng)用主要是為了安全教育和駕駛訓(xùn)練，不同的應(yīng)用決定了汽車駕駛訓(xùn)練模擬器的功能相對(duì)比較單一;經(jīng)濟(jì)成本決

12、定了駕駛訓(xùn)練模擬器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，無法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)和車輛控制系統(tǒng)的仿真。這類模擬器有的采用了固定的駕駛艙，極大地降低了成本，在歐洲和日本應(yīng)用比較多。研究開發(fā)這類模擬器的關(guān)鍵技術(shù)是系統(tǒng)軟件，包括計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)三維圖像生成、視景模型、汽車模型、交通模型、網(wǎng)絡(luò)控制、聲響模擬等。14第4章 汽車駕駛仿真器4.2.汽車駕駛仿真器的原理目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和國(guó)外進(jìn)口的汽車駕駛模擬器，基本屬于機(jī)電型點(diǎn)光源產(chǎn)品，主要缺點(diǎn)是不能真實(shí)模擬汽車的運(yùn)動(dòng)特性和轉(zhuǎn)向操縱特性.其點(diǎn)光源投影方式的視景系統(tǒng)只能顯示有限范圍的簡(jiǎn)單道路，因而這種模擬器只能用于駕駛員的初級(jí)培訓(xùn)，并且效果也不理想.為了改善汽車駕駛模擬器的仿真性能，提高駕駛

13、員的培訓(xùn)效果，并使模擬器在汽車性能研究和交通安全研究方面發(fā)揮更大作用，我們研制了應(yīng)用現(xiàn)代仿真技術(shù)的汽車駕駛模擬器，即綜合應(yīng)用微機(jī)控制和計(jì)算機(jī)成像等現(xiàn)代仿真技術(shù)，從本質(zhì)上取代機(jī)電型點(diǎn)光源汽車駕駛模擬器，為其更廣泛地應(yīng)用打下研究和應(yīng)用基礎(chǔ)。15第4章 汽車駕駛仿真器4.2.1 仿真駕駛器原理 駕駛艙系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等硬件系統(tǒng)和支持網(wǎng)絡(luò)的視景仿真、音效仿真軟件系統(tǒng)。駕駛艙系統(tǒng)提供實(shí)現(xiàn)學(xué)員與虛擬駕駛環(huán)境之間交互作用、提高駕駛模擬訓(xùn)練系統(tǒng)逼真度的有效手段;視景仿真系統(tǒng)和音響仿真系統(tǒng)是為了強(qiáng)化駕駛模擬訓(xùn)練系統(tǒng)沉浸感的重要因素;計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是連接視景仿真系統(tǒng)和駕駛艙操作系統(tǒng)的必要通道在汽車駕駛模擬訓(xùn)練

14、系統(tǒng)中，學(xué)員根據(jù)視景、聲音、儀表等虛擬駕駛環(huán)境決定駕駛動(dòng)作，操作模擬駕駛艙中的操縱機(jī)構(gòu);16第4章 汽車駕駛仿真器4.2.1 仿真駕駛器原理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采樣所有操縱機(jī)構(gòu)的狀態(tài)，包括方向盤、油門踏板、腳剎踏板、離合器踏板、檔位、手剎車、點(diǎn)火開關(guān)等的狀態(tài)，并作為其輸入傳遞給計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng);計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)這些操縱機(jī)構(gòu)的狀態(tài)和圖形生成系統(tǒng)反饋的道路狀況等信息，通過計(jì)算機(jī)的仿真計(jì)算，確定汽車行駛的世界坐標(biāo)位置，控制視景仿真系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)生成下一幀虛擬視景，同時(shí)，驅(qū)動(dòng)聲音提示和儀表顯示，改變汽車在虛擬環(huán)境中的狀態(tài)。其過程的不斷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)學(xué)員與虛擬駕駛環(huán)境之間的交互作用，從而達(dá)到駕駛模擬訓(xùn)練的目的，系

15、統(tǒng)的構(gòu)成原理如圖：17第4章 汽車駕駛仿真器4.2.1 仿真駕駛器原理圖4.1 駕駛系統(tǒng)的構(gòu)成18第4章 汽車駕駛仿真器4.2.1 仿真駕駛器原理汽車駕駛模擬器是一種能正確模擬汽車駕駛動(dòng)作，獲得實(shí)車駕駛感覺的仿真設(shè)備。汽車駕駛模擬器，又稱為汽車模擬駕駛仿真系統(tǒng)，它集成了傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、多媒體技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)。借助于駕駛模擬器，能對(duì)汽車一駕駛員一道路(環(huán)境)相互作用關(guān)系進(jìn)行研究，也能對(duì)駕駛員進(jìn)行訓(xùn)練。按其視景系統(tǒng)的不同，可分為被動(dòng)式與主動(dòng)式駕駛模擬器;按用途不同，可分為訓(xùn)練型和開發(fā)型;按駕駛模擬器的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的不同，可分為座位固定式、整車轉(zhuǎn)鼓式和座位可轉(zhuǎn)動(dòng)式三種類型。19第4章

16、 汽車駕駛仿真器4.2.1 仿真駕駛器原理 駕駛模擬器的工作原理是：由安裝在駕駛艙的傳感器將駕駛員的操縱信號(hào)傳遞到主控計(jì)算機(jī)，由主控計(jì)算機(jī)中的汽車模型軟件計(jì)算出車輛瞬間的運(yùn)動(dòng)位置及姿態(tài)，將車輛運(yùn)動(dòng)參數(shù)不斷地傳到計(jì)算機(jī)圖形工作站，由圖像軟件生成對(duì)應(yīng)的連續(xù)變化的道路視景圖，再由投影儀將視景投射到駕駛艙正前方的屏幕上，與此同時(shí)，由主控計(jì)算機(jī)控制液壓系統(tǒng)，使駕駛艙產(chǎn)生一定的運(yùn)動(dòng)，并模擬噪聲，給駕駛員一個(gè)接近真實(shí)的駕車感覺。 20第4章 汽車駕駛仿真器4.2.1 仿真駕駛器原理 汽車駕駛仿真系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖4.2所示。 硬件設(shè)備由模擬駕駛艙、操縱控制系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、多媒體計(jì)算

17、機(jī)及音響系統(tǒng)等構(gòu)成。軟件系統(tǒng)包括道路環(huán)境的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)動(dòng)畫生成，汽車行駛動(dòng)態(tài)仿真，聲響模擬，操作評(píng)價(jià)，數(shù)據(jù)管理，網(wǎng)絡(luò)控制，操作平臺(tái)等。21第4章 汽車駕駛仿真器4.2.1 仿真駕駛器原理。22第4章 汽車駕駛仿真器4.2.2 硬件平臺(tái)模擬駕駛艙: 在模擬駕駛艙中裝配有與實(shí)車相同的各種可操縱機(jī)構(gòu)，如方向盤、離合器踏板、剎車踏板、油門踏板、變速器手柄、剎車手柄、轉(zhuǎn)向燈開關(guān)、點(diǎn)火開關(guān)、儀表盤等，以模擬實(shí)車駕駛環(huán)境。操縱控制系統(tǒng): 駕駛者控制汽車運(yùn)動(dòng)的基本操縱部件是方向盤、油門、離合、剎車和檔位，另外還有點(diǎn)火開關(guān)、轉(zhuǎn)向指示燈等輔助性操作部件。這些部件信號(hào)的實(shí)時(shí)采集與控制是汽車駕駛仿真系統(tǒng)能否真正逼真模擬

18、駕駛環(huán)境的最基本前提，是整個(gè)汽車駕駛仿真系統(tǒng)的核心部分之一。23第4章 汽車駕駛仿真器4.2.2 硬件平臺(tái) 由于本系統(tǒng)可以放入實(shí)車進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因而在沒有力和反饋裝置的條件下，對(duì)于汽車運(yùn)動(dòng)控制的模擬主要由實(shí)車部件中的方向盤、油門、離合、剎車和檔位操作來完成。 駕駛員對(duì)操縱部件的操作經(jīng)過傳感器和接口，將方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度、油門的開度、離合器的狀態(tài)、剎車的狀態(tài)等模擬量經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換發(fā)送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理，同時(shí)把系統(tǒng)處理的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)如檔位參數(shù)、速度等數(shù)字量經(jīng)過DA轉(zhuǎn)換發(fā)送到車體部分顯示儀表系統(tǒng)上，進(jìn)而調(diào)整視景顯示，使駕駛員實(shí)時(shí)觀察駕駛車輛的運(yùn)行情況。24第4章 汽車駕駛仿真器4.2.2 硬件平臺(tái)儀表系統(tǒng)儀表

19、系統(tǒng)采用實(shí)車的儀表，負(fù)責(zé)顯示車內(nèi)儀表面板的實(shí)時(shí)更新，如計(jì)程表、轉(zhuǎn)向燈、氣壓表以及油門、離合器狀態(tài)等。多媒體計(jì)算機(jī)在本汽車駕駛仿真系統(tǒng)中，由于要滿足實(shí)時(shí)交互與漫游，主機(jī)對(duì)圖形加速卡的要求較高，因此需要采用128M圖形加速卡和1G內(nèi)存，主頻采用2.0G以上， 對(duì)于這種配置，目前的普通高檔微機(jī)基本都能達(dá)到或超過。接口微處理器部分的主控芯片采用16位的頂級(jí)單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的識(shí)別和數(shù)據(jù)采集，并通過windows串口API函數(shù)，完成單片機(jī)與主機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信。普通顯示器，音箱或耳機(jī)即可完成。25第4章 汽車駕駛仿真器4.2.3軟件平臺(tái) 本文的視景仿真系統(tǒng)是在 Windows 操作系統(tǒng)環(huán)境下,通過VIR

20、TOOLS 調(diào)用3DS Max建立和處理的模型來完成的。3DS Max 建模技術(shù) (略）。開發(fā)工具VIRTOOLSVIRTOOLS是由法國(guó)全球交互三維開發(fā)解決方案公司VIRTOOLS所開發(fā)，是虛擬現(xiàn)實(shí)的一種開發(fā)工具，透過直覺式圖形開發(fā)界面，開發(fā)人員只需要拖曳所需要的行為模塊就可以建構(gòu)復(fù)雜的互動(dòng)應(yīng)用程序，可同時(shí)滿足無程序背景的設(shè)計(jì)人員以及高級(jí)程序設(shè)計(jì)師的需要，讓3D美術(shù)設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)人員進(jìn)行良好的分工與合作，有效縮短開發(fā)流程、提升效益，其三維引擎已經(jīng)成為微軟XBox認(rèn)可系統(tǒng)。特點(diǎn)是方便易用，應(yīng)用領(lǐng)域廣。 26第4章 汽車駕駛仿真器4.2.3軟件平臺(tái) VIRTOOLS讓原本深不可測(cè)的3D數(shù)字產(chǎn)品的

21、研發(fā)工作變得簡(jiǎn)單許多，使一般對(duì)于程序望而卻步的藝術(shù)人才有更大的發(fā)展空間，不再受限于程序語言的屏障，讓傳統(tǒng)與科技相互結(jié)合，活化數(shù)字電子產(chǎn)品生命能量，回歸到“創(chuàng)意”的原點(diǎn)。 隨著VIRTOOLS這樣的開發(fā)工具如雨后春筍般的陸續(xù)誕生，這也代表著新的程序語言的時(shí)代來臨，盡管所需效能比起C, C+等傳統(tǒng)程序語言來的高，但模塊化的指令卻能極大地降低學(xué)習(xí)的門檻，讓撰寫游戲程序不再是程序人員的專利，程序人員可以更放心的去處理深層的建構(gòu)與規(guī)劃，增進(jìn)了效率，節(jié)省了成本。27第4章 汽車駕駛仿真器4.2.3軟件平臺(tái)VIRTOOLS除了自身的3D/VR開發(fā)平臺(tái)VIRTOOLS Dev以外，還有五個(gè)可選模塊，分別是：物

22、理屬性模塊VIRTOOLS Physics Pack for Dev沉浸式平臺(tái)VIRTOOLS VR Pack for Dev人工智能模塊VIRTOOLS AI Pack for DevXbox開發(fā)模塊VIRTOOLS Xbox Kit for Dev網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器模塊VIRTOOLS Server28第4章 汽車駕駛仿真器4.2.3軟件平臺(tái)VIRTOOLS Dev是VIRTOOLS最基本的開發(fā)平臺(tái)，在這個(gè)開發(fā)環(huán)境中，可以迅速容易地創(chuàng)建出擁有豐富3D內(nèi)容的、交互的VIRTOOLS作品文件。常用的媒體如模型、動(dòng)畫、圖像、聲音等都可以被整合進(jìn)去。VIRTOOLS Dev不是建模程序，本身不能夠建模，但

23、是環(huán)境設(shè)計(jì)，包括背景(Ground)、燈光(Light)、音效(Sound)、材質(zhì)(Material)、紋理(Texture)、粒子系統(tǒng)(Particle System)、攝像機(jī)(Camera)等可以加入進(jìn)去。VIRTOOLS DEV可以導(dǎo)入3DS Max以及Maya建立的模型，利用VIRTOOLS強(qiáng)大的交互設(shè)計(jì)給模型世界增加生氣與靈魂。VIRTOOLS Dev還包括動(dòng)作引擎、渲染引擎、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器以及SDK。對(duì)于習(xí)慣編程的開發(fā)者，VIRTOOLS還提供了VSL語言，通過存取SDK，作為對(duì)圖形編輯器的補(bǔ)充。 29第4章 汽車駕駛仿真器4.3. 汽車駕駛仿真器的關(guān)鍵技術(shù)4.3.1網(wǎng)絡(luò)通信幾乎各種不

24、同的TCP膽實(shí)現(xiàn)都會(huì)提供下面這些通用的應(yīng)用程序:1.Teinet遠(yuǎn)程登錄。2.FTP文件傳輸協(xié)議。3.SMTP用于電子郵件的簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議。4.SNMP簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。 30第4章 汽車駕駛仿真器4.3.1網(wǎng)絡(luò)通信 仔細(xì)研究運(yùn)輸層普遍存在的幾種網(wǎng)絡(luò)編程模型，使用效率相對(duì)來說最高的完成端口模型設(shè)計(jì)出一個(gè)服務(wù)器，并在此傳輸層設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上在應(yīng)用層設(shè)計(jì)了一個(gè)類FTP協(xié)議，用來提供文件傳輸功能以及測(cè)試運(yùn)輸層設(shè)計(jì)的服務(wù)器的效率和穩(wěn)定性，這樣的研究在理論和實(shí)際上都是具有一定意義的。1.客戶和服務(wù)器進(jìn)程:對(duì)于相互通信的兩個(gè)進(jìn)程，通常稱一方為客戶，一方為服務(wù)器。2.套接字:從一個(gè)進(jìn)程發(fā)送到另一個(gè)進(jìn)程的任何消息

25、都必須經(jīng)過下層網(wǎng)絡(luò)。 進(jìn)程從網(wǎng)絡(luò)中接收數(shù)據(jù)，向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)都是通過套接字來進(jìn)行的。套接字是應(yīng)用層和傳輸層的接口，成為程序和網(wǎng)絡(luò)間的API。313.Winsock編程的幾個(gè)主要函數(shù):(1)創(chuàng)建套接字:SOCKETsoeket(iniaf，inttyPe，iniProtoeol);第一個(gè)參數(shù)用來指定套接字使用的地址格式，winsock中只支持AF創(chuàng)ET。第二個(gè)參數(shù)用來指定套接字的類型。第三個(gè)參數(shù)用來配合第二個(gè)參數(shù)使用，指定使用的協(xié)議類型。32第4章 汽車駕駛仿真器4.3.1 網(wǎng)絡(luò)通信(2)關(guān)閉套接字:Inielosesoeket(SOCKETs):唯一的參數(shù)就是要關(guān)閉的套接字的句柄。(3)綁定套

26、接:Illtbind(SOCKETs，eonstSlruetsoekaddr*na幻ne，inina們nelen);第一個(gè)參數(shù)指定套接字句柄。第二個(gè)參數(shù)指定要關(guān)聯(lián)本地地址。第三個(gè)參數(shù)指定要關(guān)聯(lián)的地址的長(zhǎng)度。33(4)監(jiān)聽套接字:Intlisten(SOCKETs，intbaeklog);第一個(gè)參數(shù)指定套接字句柄。第二個(gè)參數(shù)指定監(jiān)聽隊(duì)列中允許保持的尚未處理的最大連接數(shù)量。(5)接受套接字請(qǐng)求:SOCKETaceePt(SOCKETs，struetsockaddr*addr，int*addrlen);第一個(gè)參數(shù)指定套接字句柄。34第4章 汽車駕駛仿真器4.3.2 人工智能 人工智能（Artific

27、ial Intelligence，簡(jiǎn)稱AI）是計(jì)算機(jī)學(xué)科的一個(gè)分支，二十世紀(jì)七十年代以來被稱為世界三大尖端技術(shù)之一（空間技術(shù)、能源技術(shù)、人工智能）。也被認(rèn)為是二十一世紀(jì)（基因工程、納米科學(xué)、人工智能）三大尖端技術(shù)之一。這是因?yàn)榻陙硭@得了迅速的發(fā)展，在很多學(xué)科領(lǐng)域都獲得了廣泛應(yīng)用，并取得了豐碩的成果，人工智能已逐步成為一個(gè)獨(dú)立的分支，無論在理論和實(shí)踐上都已自成一個(gè)系統(tǒng)。 從實(shí)用觀點(diǎn)來看，人工智能是一門知識(shí)工程學(xué)：以知識(shí)為對(duì)象，研究知識(shí)的獲取、知識(shí)的表示方法和知識(shí)的使用。 35第4章 汽車駕駛仿真器4.3.2 優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)雖然在建模初期己經(jīng)對(duì)單個(gè)模型在場(chǎng)景中的層次和顯示問題作了一些考慮和

28、處理，但由于這些模型基本上都是彼此獨(dú)立的，還沒有集成到一個(gè)整體的系統(tǒng)模型中，因而仍需采用先進(jìn)的建模技術(shù)，從集成后系統(tǒng)的整體角度出發(fā)，兼顧系統(tǒng)沉浸感與實(shí)時(shí)性的要求，對(duì)其中某些不合理部分再加以處理。下面就針對(duì)本汽車駕駛仿真系統(tǒng)，分別說明在模型優(yōu)化過程中所用到的幾種關(guān)鍵技術(shù)。MIP紋理映射技術(shù)集成后的系統(tǒng)整體模型實(shí)際上是各種幾何形狀的集合體，而各個(gè)幾何體的表面又都是單色的，所以不能達(dá)到顯示真實(shí)感的效果和要求。因此，我們需要使用紋理映射技術(shù)對(duì)模型進(jìn)行處理。在使用紋理映射時(shí)有多種方案。 36第4章 汽車駕駛仿真器4.3.2優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)例如：可以把紋理映射到由一組多邊形近似的表面或是彎曲的表面上，也可以

29、在一個(gè)方向或兩個(gè)方向上重復(fù)使用一種紋理來覆蓋表面，而紋理可以是一維的。此外還可以自動(dòng)將紋理映射到物體上，利用紋理來表示觀察到的物體的輪廓或其他屬性?？梢越o發(fā)亮的物體貼上紋理，使其看起來就好像是處在房間或其他環(huán)境的正中央，其表面反射的是周圍環(huán)境的景色。最后，紋理還可以用不同的方式粘貼到物體表面上。既可以直接畫(類似于往物體表面貼花)，也可以調(diào)整物體表面的顏色，或者將紋理顏色和物體表面顏色進(jìn)行混合。 37第4章 汽車駕駛仿真器4.3.2優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)MIP紋理映射技術(shù)如圖4.11所示，是對(duì)同一紋理構(gòu)造若干個(gè)不同細(xì)致等級(jí)的圖像，上層圖像只含有下一層圖像分辨率的一半，也就是下一級(jí)圖像象素的平均值構(gòu)成上

30、層圖像的一個(gè)象素的色彩值。依次類推，從最底層分辨率為512512的圖像開始，依次減少一半的分辨率直到頂層的11的最低分辨率。這種紋理映射技術(shù)，使得在系統(tǒng)的實(shí)時(shí)顯示中根據(jù)視點(diǎn)距物體的遠(yuǎn)近或者視線與多邊形法向量之間夾角的不同而選擇合適的紋理細(xì)致等級(jí)，在同一時(shí)刻只把目前所需的細(xì)致等級(jí)的圖像調(diào)入內(nèi)存，這樣就可以顯著地節(jié)省內(nèi)存空間，從而提高系統(tǒng)顯示實(shí)時(shí)性。本系統(tǒng)中，路的模型就是采用了MIP紋理映射技術(shù)。 38第4章 汽車駕駛仿真器4.3.2優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)39第4章 汽車駕駛仿真器4.3.2優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)LOD模型簡(jiǎn)化技術(shù)LOD（Levels of Detail）技術(shù)是當(dāng)前可視化仿真領(lǐng)域中處理圖形顯示實(shí)時(shí)

31、性方面十分流行的技術(shù)之一44。細(xì)節(jié)層次(LOD)模型就是在不影響畫面視覺效果的條件下，對(duì)同一物體建立幾個(gè)不同逼近精度的幾何模型。根據(jù)物體與視點(diǎn)的距離來選擇顯示不同細(xì)節(jié)層次的模型，從而加快系統(tǒng)圖形處理和渲染的速度。對(duì)于一個(gè)多級(jí)的LOD模型，當(dāng)視點(diǎn)逐漸接近物體時(shí)，物體將根據(jù)模型建立時(shí)的LOD距離設(shè)置，由低到高，顯示不同的細(xì)節(jié)層次。這樣可以保證在視點(diǎn)靠近物體時(shí)對(duì)物體進(jìn)行精細(xì)繪制，在遠(yuǎn)離物體時(shí)對(duì)物體進(jìn)行粗略繪制，在總量上控制多邊形的數(shù)量，不會(huì)出現(xiàn)由于顯示的物體增多而使處理多邊形的數(shù)量過度增加的情況，把多邊形個(gè)數(shù)控制在系統(tǒng)的處理能力之內(nèi)，這樣就可以保證在不降低用戶觀察效果的情況下，大大減少渲染負(fù)載。 4

32、0第4章 汽車駕駛仿真器4.3.2優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)BSP消隱處理技術(shù) 在模型建造與集成的過程中，常常會(huì)遇到物體的遮擋問題，正確處理遮擋關(guān)系，使三維物體的對(duì)應(yīng)位置關(guān)系在二維顯示器上得到正確的反映，就涉及到圖形的消隱處理技術(shù)。消隱處理的技術(shù)很多，比如在象素級(jí)上以近物取代遠(yuǎn)物的Z_buffer算法，這種取代方法實(shí)現(xiàn)起來遠(yuǎn)比總體排序來的靈活簡(jiǎn)單，也利于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)；利用圖形的區(qū)域連貫性，在連續(xù)的區(qū)域上確定可見面及其顏色、亮度的區(qū)域采樣算法；以及畫家算法等。但對(duì)于實(shí)時(shí)圖形的消隱處理，大都采用BSP算法來解決物體之間的遮擋問題，本論文正是采用了這種方法 41第4章 汽車駕駛仿真器4.3.2優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)BSP

33、消隱處理技術(shù) BSP(Binary space partitioning)技術(shù)的基本思想是將三維空間用BSP平面分割成兩部分，BSP樹為一個(gè)二叉樹，被分割的兩部分構(gòu)成BSP樹的左枝及右枝，左枝代表前部，右枝則代表后部。這樣便可以根據(jù)物體相對(duì)于BSP平面的位置關(guān)系來確定出前面物體與被遮擋的后面物體。顯示順序?yàn)橄蕊@示后面的物體后顯示前面的物體。如圖4.12所示，物體A, B, C，被兩個(gè)BSP平面Pl和P2分割后得出的相互之間的前后關(guān)系。本系統(tǒng)多處應(yīng)用了此技術(shù)及其原理，比如在處理樹木的顯示問題時(shí)，為了使其從任何方向和任何通道中都是可見的，就要考慮到模型背面紋理的處理，即需要對(duì)樹木的材質(zhì)進(jìn)行雙面處理

34、。 42第4章 汽車駕駛仿真器4.3.2優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)43第4章 汽車駕駛仿真器4.3.2優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)Instance實(shí)例建模技術(shù)實(shí)例技術(shù)(Instance)就是將多個(gè)外觀一致的物體以同一個(gè)樣例存入內(nèi)存，使用時(shí)從同一塊內(nèi)存區(qū)域提取數(shù)據(jù)，以達(dá)到節(jié)省內(nèi)存開銷的目的。場(chǎng)景模型對(duì)象的表示一般分為兩種：(1) 具體地表示對(duì)象中基元的輪廓和形狀，這可以節(jié)省生成時(shí)的計(jì)算時(shí)間，但存儲(chǔ)和訪問所需要的時(shí)間比較多，空間也比較大；(2) 抽象地表示，它有利于存儲(chǔ)，但使用時(shí)需要重新計(jì)算。采用哪一種方法表示模型對(duì)象取決于對(duì)存儲(chǔ)空間和計(jì)算開銷的綜合考慮，一般情況下都采用具體的表示方法，但是有時(shí)抽象表示會(huì)大大提高系統(tǒng)的性能

35、。實(shí)例技術(shù)就是抽象表示對(duì)象的一個(gè)典型應(yīng)用，其基本的處理方法為矩陣變換46,47，即通過平移、旋轉(zhuǎn)、縮放工具調(diào)整三維空間中物體的幾何變換矩陣來產(chǎn)生物體的實(shí)例，而模型的數(shù)據(jù)總量是不會(huì)增加多少的。44第4章 汽車駕駛仿真器4.3.2優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)Instance實(shí)例建模技術(shù)采用實(shí)例技術(shù)的主要目標(biāo)是節(jié)省內(nèi)存，當(dāng)構(gòu)造多個(gè)形狀屬性相同的物體時(shí)，如果采用正常的拷貝手段，每增加一個(gè)物體，多邊形的數(shù)量就會(huì)相應(yīng)地增加一倍，而采用實(shí)例技術(shù)，卻可以在增加同類物體數(shù)量時(shí)不增加多邊形數(shù)量，從而減少了內(nèi)存的開銷。但由于使用實(shí)例技術(shù)會(huì)增加額外的矩陣計(jì)算，所以當(dāng)實(shí)例化對(duì)象增多時(shí)，系統(tǒng)的運(yùn)算量將明顯增大，過多的計(jì)算會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行

36、速度的降低，影響系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。此外，由于系統(tǒng)舍入誤差的影響，經(jīng)過矩陣變換計(jì)算后，實(shí)例化模型之間的位置拼接會(huì)有微小的偏差，在實(shí)時(shí)顯示的時(shí)候，可能會(huì)影響到場(chǎng)景的真實(shí)性。因此，使用實(shí)例技術(shù)，還應(yīng)該根據(jù)視景系統(tǒng)的實(shí)際情況對(duì)其性能進(jìn)行綜合考慮。45第4章 汽車駕駛仿真器4.3.3汽車運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)本書研究的汽車駕駛仿真系統(tǒng)遵循模擬駕駛訓(xùn)練加上實(shí)車駕駛訓(xùn)練（Simulator training of automobile driving，簡(jiǎn)稱：STAD）的現(xiàn)代汽車駕駛員培訓(xùn)模式，系統(tǒng)主要是使駕駛訓(xùn)練者，在進(jìn)行實(shí)車訓(xùn)練前，掌握駕駛汽車的基本要領(lǐng)，因而建立較為復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模擬所付出的代價(jià)與視覺效果上的

37、收獲相比，是有悖于低成本訓(xùn)練用駕駛仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初衷的。雖然目前已經(jīng)有相關(guān)研究部門，建立了具有更多自由度的產(chǎn)品48-51，但考慮到本系統(tǒng)自身的要求和特點(diǎn)，對(duì)操縱汽車的運(yùn)動(dòng)模型作了較大程度的簡(jiǎn)化。 46第4章 汽車駕駛仿真器4.3.3汽車運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)汽車的運(yùn)動(dòng)是以固定于汽車的坐標(biāo)系來描述的，為了便于描述場(chǎng)景中運(yùn)動(dòng)的汽車，設(shè)定當(dāng)駕駛訓(xùn)練者位于駕駛座位上時(shí)，汽車的本地坐標(biāo)系與系統(tǒng)的默認(rèn)坐標(biāo)系是一致的，如圖4.13所示。 根據(jù)系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能要求，汽車要能夠進(jìn)行前進(jìn)、后退行駛，轉(zhuǎn)向和上下坡的俯仰，駕駛員對(duì)于汽車運(yùn)動(dòng)控制的模擬主要由實(shí)車部件中的方向盤、油門、離合、剎車和檔位操作來完成。47汽車駕駛仿真

38、系統(tǒng)顯示屏幕所提供的視景不同于一般的三維動(dòng)畫場(chǎng)景，其運(yùn)行變化要求符合駕駛操作的實(shí)時(shí)控制，駕駛員可以與視景進(jìn)行實(shí)時(shí)交互。駕駛員對(duì)于操縱部件的操作通過傳感器和接口被系統(tǒng)識(shí)別和接受，系統(tǒng)經(jīng)過處理和運(yùn)算，得出對(duì)應(yīng)的被控車輛的運(yùn)動(dòng)變化及參數(shù)，最后根據(jù)這些參數(shù)將變化后的視景渲染到顯示屏幕上，駕駛員就可以實(shí)時(shí)地觀察到自己駕駛車輛的運(yùn)行情況。 48第4章 汽車駕駛仿真器4.3.3汽車運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)圖4.13 汽車的本地坐標(biāo)系49第4章 汽車駕駛仿真器4.3.3汽車運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)平路運(yùn)動(dòng)仿真根據(jù)現(xiàn)有的場(chǎng)景，絕大多數(shù)路面都是平路，因此，汽車的運(yùn)動(dòng)模擬就可以簡(jiǎn)化在一個(gè)二維平面上。每一時(shí)刻汽車的運(yùn)動(dòng)在本地空間就可以分解為

39、沿 Z軸的平行移動(dòng)、繞X軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和繞Y軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它們分別對(duì)應(yīng)汽車的前進(jìn)和后退運(yùn)動(dòng)，沿X軸的俯仰以及轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，組合在一起就構(gòu)成汽車駕駛時(shí)的基本運(yùn)動(dòng)模擬，能夠?qū)崿F(xiàn)基本的駕駛訓(xùn)練要求，如圖4.14所示。 50第4章 汽車駕駛仿真器4.3.3汽車運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)51第4章 汽車駕駛仿真器4.3.3汽車運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)本系統(tǒng)中，汽車在平面道路上的前后運(yùn)動(dòng)可以分解為沿本地坐標(biāo)系Z軸的前后平移，車輛實(shí)際的運(yùn)動(dòng)情況可由各個(gè)運(yùn)動(dòng)方向上的速度、加速度來表示。如果只考慮汽車的本地坐標(biāo)沿Z軸的平移，則汽車的前后運(yùn)動(dòng)與這幾個(gè)因素相關(guān)：當(dāng)前檔位、油門大小、剎車狀態(tài)及離合狀態(tài)。由檔位決定當(dāng)前檔位下車輛可能達(dá)到的最大速度，由

40、油門大小決定當(dāng)前油門踏板所處位置的最大速度，剎車和離合的狀態(tài)決定是否在現(xiàn)在速度下開始減速及減速的大小。52當(dāng)操作者沒有踩剎車和離合，而只踩油門加速時(shí)，車輛將逐漸加速到當(dāng)前檔位下車輛所能達(dá)到的最大速度。加速的快慢與油門的大小有關(guān)，油門大，加速快，反之加速慢。當(dāng)踩下剎車或離合后，車輛減速，減速的快慢根據(jù)剎車還是離合而不同。系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集相關(guān)數(shù)據(jù)，并根據(jù)當(dāng)前檔位的最大速度、油門大小、剎車離合狀態(tài)以及不同狀態(tài)下設(shè)定的加減速度的大小，計(jì)算出當(dāng)前車輛的前進(jìn)步長(zhǎng)，并用這個(gè)值作為車輛沿Z軸的平移量來調(diào)整當(dāng)前場(chǎng)景，以達(dá)到操縱輸入控制車輛運(yùn)動(dòng)的視覺效果。 53第4章 汽車駕駛仿真器4.3.3汽車運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)汽車在平

41、路上面的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)是繞著汽車坐標(biāo)系的Y軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來模擬實(shí)現(xiàn)的，由于車輛只有在運(yùn)動(dòng)時(shí)才能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，而車輛靜止不動(dòng)時(shí)即使轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤也不能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，因此車輛轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)的模擬實(shí)現(xiàn)與其前后運(yùn)動(dòng)息息相關(guān)。在實(shí)際駕駛操作中的方向盤自由行程、轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比、方向盤可轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)等等在駕駛仿真系統(tǒng)中都由所使用的實(shí)車操縱部件來實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)程序處理的是最終方向盤轉(zhuǎn)角的信號(hào)數(shù)值。方向盤轉(zhuǎn)角數(shù)值傳入計(jì)算機(jī)后，系統(tǒng)的輸入處理模塊檢索到信號(hào)，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的數(shù)值存入變量后，根據(jù)變量值計(jì)算出相應(yīng)的控制參數(shù)，并利用這個(gè)參數(shù)實(shí)時(shí)更新車輛旋轉(zhuǎn)的角度，以及車輪的變化情況，連續(xù)的運(yùn)動(dòng)變化就實(shí)現(xiàn)了車輛轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)的仿真。 54第4章 汽車駕駛仿真器

42、4.3.3汽車運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)坡路運(yùn)動(dòng)仿真對(duì)于場(chǎng)景中的坡面而言，汽車的運(yùn)動(dòng)就不能再用簡(jiǎn)單的二維平面運(yùn)動(dòng)來模擬了，每一時(shí)刻車輛相對(duì)于世界空間坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)變化要由沿Y方向高度上的數(shù)值變化，和繞本地坐標(biāo)系X軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來共同模擬車輛上下坡時(shí)的俯仰以及上升下降的運(yùn)動(dòng)合成，如圖4.15所示。當(dāng)程序判斷車輛運(yùn)行處于上下坡時(shí)，從場(chǎng)景信息中提取路段的相關(guān)信息，包括坡路開始和結(jié)束位置的世界坐標(biāo)、坡面的傾斜角度和方向，然后根據(jù)路面信息計(jì)算出車輛的俯仰角度，并用這個(gè)角度值在渲染時(shí)重置車輛的取向。55第4章 汽車駕駛仿真器4.3.3汽車運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)56第4章 汽車駕駛仿真器4.3.4汽車運(yùn)動(dòng)管理技術(shù)引入專家系統(tǒng)的概念專家

43、系統(tǒng)是人工智能的一個(gè)分支。人工智能有許多備受關(guān)注的領(lǐng)域，專家系統(tǒng)就是對(duì)傳統(tǒng)人工智能程序設(shè)計(jì)的一個(gè)非常成功的近似解決方法。專家系統(tǒng)早期先導(dǎo)者之一、斯坦福大學(xué)的Edward Feigenbaum教授把專家系統(tǒng)定義為“一種智能的計(jì)算機(jī)程序，它運(yùn)用知識(shí)和推理來解決只有專家才能解決的復(fù)雜問題”。也就是說，專家系統(tǒng)可視為一類具有大量專門知識(shí)的計(jì)算機(jī)智能程序系統(tǒng)，它能夠運(yùn)用特定領(lǐng)域一位或多位專家提供的專門知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，采用人工智能中的推理技術(shù)來求解和模擬通常由專家才能解決的各種復(fù)雜問題，達(dá)到與專家具有同等解決問題的能力，它可以使專家的特長(zhǎng)不受時(shí)間和空間的限制。 57第4章 汽車駕駛仿真器4.3.4汽車運(yùn)動(dòng)管理

44、技術(shù)違章與操作錯(cuò)誤的處理流程由于交通規(guī)則和駕駛操作規(guī)程是相對(duì)穩(wěn)定、不易變更的，在系統(tǒng)中可以看作是固有規(guī)則，不需要駕駛員根據(jù)實(shí)際駕駛情況進(jìn)行自行設(shè)定，因而在系統(tǒng)開發(fā)時(shí)便將這些規(guī)則固定于程序中?？紤]到程序執(zhí)行的效率和初級(jí)駕駛訓(xùn)練的規(guī)則并不十分復(fù)雜，這些規(guī)則主要表現(xiàn)為一些判斷處理，而不采用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)。在程序運(yùn)行的過程中實(shí)時(shí)監(jiān)控駕駛車輛的運(yùn)行情況和駕駛員的每一個(gè)操作動(dòng)作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)這些操作過程與判斷規(guī)則不一致時(shí)，自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)的錯(cuò)誤處理模塊進(jìn)行處理，如圖4.16所示。 5859第4章 汽車駕駛仿真器4.3.4汽車運(yùn)動(dòng)管理技術(shù)駕駛違章行為的判斷處理根據(jù)系統(tǒng)方案的要求，程序可以對(duì)一些主要違章行為做出判斷，如越中

45、線，逆行，出邊界，闖紅燈和撞車等。 程序?qū)τ谶@些違章行為的處理要與道路類型等信息聯(lián)系在一起。有些錯(cuò)誤在任何路段上都可能發(fā)生，如將車駛出路面。有些則對(duì)應(yīng)于特定的路面，如十字路口和丁字路口闖紅燈。60因?yàn)楸酒囻{駛仿真系統(tǒng)是對(duì)駕駛員進(jìn)行初級(jí)駕駛操作訓(xùn)練，而不是玩游戲或體驗(yàn)?zāi)承O限駕駛狀況所帶來的刺激，因此系統(tǒng)要求駕駛員操縱受控車輛穩(wěn)定行駛在正常路面上，將車駛出路面被視為違章操作。判斷出駕駛員將車輛駛出路面后，為了不影響駕駛訓(xùn)練的繼續(xù)進(jìn)行，程序先將其駕駛的車輛限制在出路面的位置上，在進(jìn)行錯(cuò)誤處理的同時(shí)，要求駕駛員用相反的檔位將車重新駛?cè)肼访?，繼續(xù)進(jìn)行訓(xùn)練。 614.3.4汽車運(yùn)動(dòng)管理技術(shù)有些違章行為

46、只發(fā)生在特定的路段上。例如，當(dāng)駕駛的車輛行駛在直線路段上時(shí)，根據(jù)場(chǎng)景模型提供的路面信息，得出路面中線是虛線還是實(shí)線，如果是虛線就允許受控車輛行駛過程中在一定時(shí)間內(nèi)越線行駛，如果是實(shí)線或雙實(shí)線則不允許車輛越過中線或壓線行駛，否則判斷為逆行或越線。當(dāng)駕駛的車輛進(jìn)入十字路口或丁字路段，還要根據(jù)對(duì)面路口紅綠燈信息和駕駛車輛是否直行或左轉(zhuǎn)判斷車輛是否闖了紅燈。62對(duì)于駕駛員違章和操作失誤的判斷處理是訓(xùn)練用汽車駕駛仿真系統(tǒng)中必不可少的功能，因此要保證系統(tǒng)能夠?qū)Πl(fā)生的車輛違章情況，以及駕駛員的錯(cuò)誤操作行為進(jìn)行監(jiān)控和相應(yīng)處理。為了不影響訓(xùn)練的效果，系統(tǒng)對(duì)違章和操作錯(cuò)誤的判斷處理應(yīng)盡可能做到及時(shí)，這就要求系統(tǒng)程

47、序在處理上要保證屏幕渲染，同時(shí)采取措施兼顧判斷處理。道路違章和操作錯(cuò)誤的判斷處理比較分散，運(yùn)算較為復(fù)雜，因此要求結(jié)合使用靈活的判斷處理和高效的計(jì)算方法，以最大限度地節(jié)省系統(tǒng)的處理時(shí)間。 63第4章 汽車駕駛仿真器4.3.4汽車運(yùn)動(dòng)管理技術(shù)駕駛員操作錯(cuò)誤的判斷處理 在駕駛員操縱系統(tǒng)仿真部件控制場(chǎng)景中車輛的運(yùn)行時(shí)，對(duì)于駕駛訓(xùn)練逼真性和有效性的影響，不僅與顯示系統(tǒng)所提供視景的逼真程度有關(guān)，而且還受制于操作過程中形成的感覺和習(xí)慣。與實(shí)際駕駛車輛不同，模擬駕駛艙中的操縱部件雖然采用實(shí)車配件，但其安裝和使用是相互獨(dú)立的，因此會(huì)產(chǎn)生一些在實(shí)際駕駛中不會(huì)遇到的問題；此外，對(duì)于一些實(shí)際駕駛過程中可能會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的

48、操作方法，也必須給予及時(shí)的糾正，以免駕駛員養(yǎng)成習(xí)慣，使駕駛訓(xùn)練產(chǎn)生負(fù)面效果。 64對(duì)駕駛員錯(cuò)誤操作行為的處理，可以粗略地分成兩類：一是在實(shí)際駕駛行為中可能發(fā)生的錯(cuò)誤，例如換檔時(shí)沒有踩離合器等等不符合駕駛操作規(guī)程的操作錯(cuò)誤；另一類是特定于駕駛仿真系統(tǒng)機(jī)制使駕駛員可能發(fā)生的錯(cuò)誤或錯(cuò)誤效果，如沒有打開點(diǎn)火開關(guān)便開始駕駛、從倒檔直接變?yōu)槲鍣n行駛，還有就是對(duì)于本系統(tǒng)樁考場(chǎng)地中的錯(cuò)誤操作，如車身碰桿、壓線、中途熄火等。系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)給予這些錯(cuò)誤操作或錯(cuò)誤效果正確的反應(yīng)和處理。65對(duì)于第一類在實(shí)際駕駛過程中也可能會(huì)產(chǎn)生的錯(cuò)誤，程序中除了正常模擬所引起的視覺效果外，還必須將這一錯(cuò)誤進(jìn)行提取和記錄處理，使程序能夠?qū)︸{

49、駛員的駕駛訓(xùn)練水平給予正確的評(píng)價(jià)，同時(shí)系統(tǒng)也通過這些記錄來分析和提示駕駛員，避免實(shí)際駕駛中的重復(fù)錯(cuò)誤。對(duì)于第二類只可能在模擬訓(xùn)練時(shí)產(chǎn)生的錯(cuò)誤，還應(yīng)當(dāng)限制其繼續(xù)產(chǎn)生視覺和運(yùn)動(dòng)控制的效果，以免影響駕駛訓(xùn)練的逼真性。66第4章 汽車駕駛仿真器4.3.4汽車運(yùn)動(dòng)管理技術(shù)當(dāng)程序判斷出駕駛訓(xùn)練中發(fā)生了路面違章或操作錯(cuò)誤之后，便執(zhí)行相應(yīng)的錯(cuò)誤處理模塊。錯(cuò)誤處理的主要工作是模擬錯(cuò)誤產(chǎn)生的后果(包括視覺效果和運(yùn)行控制效果)，記錄錯(cuò)誤發(fā)生的相關(guān)信息，提示駕駛員做出應(yīng)有的改正等。程序中在顯示屏幕上提供給駕駛員的信息不僅包含錯(cuò)誤提示信息，還包括當(dāng)前車輛的一些控制信息，以幫助初學(xué)駕駛的訓(xùn)練者了解駕駛過程中的車輛狀態(tài)。6

50、7由于采用實(shí)車的操縱部件和面板設(shè)計(jì)，一些主要車輛的運(yùn)行信息由車輛自身的儀表和指示設(shè)備提供，如車速、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向指示等信息；顯示屏幕提供其它輔助信息，如點(diǎn)火開關(guān)狀態(tài)、當(dāng)前檔位信息等。這些信息對(duì)于熟練的駕駛員來說是不必要的，但對(duì)于剛接觸汽車的駕駛訓(xùn)練者熟悉操作過程是有幫助的。68第4章 汽車駕駛仿真器4.3.4汽車運(yùn)動(dòng)管理技術(shù)69典型路段的分析處理以圖4.17所示的特殊路段十字路口為例，對(duì)于車輛是否違章等情況的判斷處理依賴于前后三個(gè)相關(guān)的判斷過程，其中前兩個(gè)判斷過程也構(gòu)成了視景控制時(shí)調(diào)度當(dāng)前可視場(chǎng)景的判斷處理過程：首先判斷這一十字路口的路面是否在視野范圍內(nèi)；如果在，接著判斷駕駛車輛是否位于這個(gè)路段的

51、路面行駛；判斷出車輛是位于這個(gè)十字路口路面上行駛后，還需要判斷車輛有沒有出現(xiàn)違章行為。70程序中對(duì)車輛運(yùn)動(dòng)的違章判斷處理都和車輛當(dāng)前所在的路段有關(guān)。在一個(gè)處理循環(huán)中要完成是否在視野范圍內(nèi)、是否為當(dāng)前所在路段、是否違章等的判斷處理，計(jì)算量較大。為了盡可能簡(jiǎn)化各步判斷的算法，減少處理時(shí)間，程序采用了先粗略后精確、先簡(jiǎn)單后復(fù)雜、先大體估算后精確計(jì)算的基于預(yù)測(cè)的處理過程，從而有效地減少遍歷各個(gè)路段進(jìn)行處理時(shí)的計(jì)算量。 71第4章 汽車駕駛仿真器4.3.4汽車運(yùn)動(dòng)管理技術(shù)首先，觀察者的視野有一定的深度范圍，根據(jù)這個(gè)范圍，可以大致判斷出駕駛的車輛是否處于視野范圍之內(nèi)，因?yàn)檫@個(gè)過程只是為后面判斷服務(wù)，不必給

52、出評(píng)價(jià)結(jié)論，因此不需要太精確。對(duì)于行駛路段的確定，只要判斷出車輛是位于與其它路段不重合的當(dāng)前路段范圍內(nèi)，就可以排除其它路段的相同處理。這里，程序中在判斷車輛是否位于這個(gè)路段判斷范圍內(nèi)時(shí)，只要比較本車當(dāng)前的位置坐標(biāo)是否位于路段矩形B1B2B3B4的內(nèi)部，就可以斷定車輛目前位于這個(gè)路段內(nèi)或是這個(gè)路段的周邊范圍，如圖4.5所示，否則程序不能確定當(dāng)前車輛所處的路段，就會(huì)丟失駕駛車輛以及當(dāng)前路段的相關(guān)信息，只能刷新場(chǎng)景而不能進(jìn)行判斷處理了。72當(dāng)確定駕駛車輛位于某路段后，就要對(duì)車輛的運(yùn)動(dòng)和違章等行為進(jìn)行判斷處理了，場(chǎng)景中在十字路口的四邊設(shè)有信號(hào)指示燈標(biāo)志，信號(hào)的變化由定時(shí)器控制，當(dāng)前信號(hào)狀態(tài)保存在變量中

53、。當(dāng)車輛從某個(gè)方向進(jìn)入十字路口時(shí)系統(tǒng)提取信號(hào)燈的標(biāo)志信息，如果是綠燈，則沒有必要再做判斷處理，節(jié)省處理時(shí)間；如果此時(shí)信號(hào)標(biāo)志是紅燈(或黃燈)，因?yàn)檐囕v在路口有三種可能運(yùn)動(dòng)方向，左轉(zhuǎn)彎、直行和右轉(zhuǎn)彎，而右轉(zhuǎn)并不違反交通規(guī)則，只有左轉(zhuǎn)和直行此時(shí)是不被允許的，所以這時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)駕駛員接下來控制車輛的運(yùn)動(dòng)情況來判斷。如果是左轉(zhuǎn)或直行，則判斷為違章處理。 73第4章 汽車駕駛仿真器4.3.4汽車運(yùn)動(dòng)管理技術(shù)這一過程的關(guān)鍵是對(duì)車輛運(yùn)動(dòng)行為的判斷，這里并沒有采用一些復(fù)雜的行為判別算法(如人工智能的方法)，因?yàn)楫?dāng)駕駛員操縱車輛在十字路口的路段上行駛時(shí)，由車輛的運(yùn)動(dòng)模擬模塊保證了車輛在十字路口路面空間不可能做超出

54、實(shí)際車輛運(yùn)動(dòng)能力太多的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，如原地回轉(zhuǎn)或連續(xù)轉(zhuǎn)向，因此可以采用忽略中間行為過程，只判斷行為結(jié)果的方法。74當(dāng)車輛在對(duì)面紅燈信號(hào)的情況下進(jìn)入十字路口時(shí)，無法預(yù)知車輛將如何轉(zhuǎn)向，所以先不做是否違反交通指示的結(jié)論；當(dāng)車輛在三個(gè)可能方向上越過了判斷邊界線，如圖4.5所示的虛線矩形框A1A2A3A4后，由于此時(shí)車輛的正常運(yùn)動(dòng)行為已基本確定，除原地掉頭之外不可能轉(zhuǎn)向別的兩個(gè)方向，所以此時(shí)可以判斷車輛的運(yùn)動(dòng)方向是直行、左轉(zhuǎn)還是右轉(zhuǎn)，以此判別車輛最終是否違反了交通信號(hào)的指示。行駛出矩形邊界后的各個(gè)獨(dú)立路段，在是否駛出路面判定的運(yùn)算上也簡(jiǎn)化為車輛位置和路面地形信息的二維坐標(biāo)值的比較運(yùn)算，大大簡(jiǎn)化了計(jì)算量。

55、75第4章 汽車駕駛仿真器4.3.5 模型生成技術(shù)建模原則人對(duì)信息的感知能力80%是通過眼睛獲取的，所以視覺感知的質(zhì)量在用戶對(duì)環(huán)境的主觀感知中占有最重要的地位。因此，影響一個(gè)汽車駕駛仿真系統(tǒng)沉浸感的關(guān)鍵因素，便是所構(gòu)造的視景系統(tǒng)的效果。從人車環(huán)境閉環(huán)系統(tǒng)的整體性能考慮，視景系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)圖像生成技術(shù)，產(chǎn)生車輛行駛過程中駕駛員所看到的虛擬三維場(chǎng)景。汽車駕駛仿真的實(shí)時(shí)視景系統(tǒng)建模不同于普通動(dòng)畫和游戲的模型制作，動(dòng)畫對(duì)模型的細(xì)節(jié)程度要求較高，模型的細(xì)節(jié)越高，制作的動(dòng)畫也越發(fā)逼真；游戲則在可能的情況下，盡量使用簡(jiǎn)單模型，滿足運(yùn)行時(shí)的流暢性要求； 76第4章 汽車駕駛仿真器4.3.5模型生成技術(shù)建

56、模原則汽車駕駛仿真系統(tǒng)視景模型的建立過程中，既要能夠產(chǎn)生真實(shí)感效果和滿足實(shí)時(shí)性要求，還要兼顧到硬件系統(tǒng)的處理能力以及各種模型之間的結(jié)構(gòu)層次關(guān)系。因此，在汽車駕駛仿真系統(tǒng)的視景建模中，模型既不能太注重細(xì)節(jié)，也不能太過于簡(jiǎn)單，而應(yīng)該在兩者之間達(dá)到一個(gè)顯示平衡。建模過程中，需要對(duì)場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的安排和組織，同時(shí)靈活運(yùn)用降低系統(tǒng)資源消耗的各種建模技術(shù)，提高了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。77第4章 汽車駕駛仿真器4.3.5模型生成技術(shù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備在數(shù)據(jù)收集過程中，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景里面對(duì)各景物要求的不同，合理選擇不同分辨率與精確度的紋理以及數(shù)據(jù)。紋理的獲取有很多種手段，較為常用的兩種，一種是由計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)單

57、繪制的矢量紋理，另一種是用數(shù)碼相機(jī)實(shí)地拍攝的數(shù)字化圖片。前一種方法的數(shù)據(jù)量少，但是缺乏真實(shí)感。后一種方法涉及的數(shù)據(jù)量比較大，但是紋理真實(shí)感強(qiáng)，本系統(tǒng)所獲取的紋理多數(shù)是由數(shù)碼相機(jī)實(shí)地拍攝的照片來完成。拍攝好的照片，由于拍攝時(shí)角度存在偏差、模糊等缺陷，一般不能直接作為貼圖紋理使用，需要進(jìn)行包括圖像的角度修正、色彩調(diào)整、邊緣平滑等技術(shù)處理后，方可存入模型貼圖庫(kù)使用。78第4章 汽車駕駛仿真器4.3.5模型生成技術(shù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備另外，考慮到本系統(tǒng)前期建模軟件3DS Max與后續(xù)實(shí)時(shí)仿真軟件VIRTOOLS對(duì)模型紋理的兼容性，對(duì)紋理文件的格式作了如下規(guī)定：(1) 圖像的存儲(chǔ)格式為Jpeg或Tga，其中Tga文

58、件中包含了Alpha值。(2) 圖像分辨率應(yīng)為2的冪數(shù)，而且圖像也不宜過大，最好不要超過512512，否則會(huì)影響硬件的處理速度。(3) 圖像文件的命名與存儲(chǔ)路徑中不允許大小寫混用，不允許出現(xiàn)中文。 這樣就避免了后期數(shù)據(jù)處理與維護(hù)方面大量的重復(fù)勞動(dòng)，提高了工作效率。79第4章 汽車駕駛仿真器4.3.5模型生成技術(shù)模型建造與前面提到紋理前后期制作的兼容性問題一樣，在建模時(shí)也要考慮3DS Max與VIRTOOLS對(duì)模型的兼容性。首先要注意，在VIRTOOLS中的坐標(biāo)單位是1 Unit=1米，在3DS Max中建模時(shí)的坐標(biāo)單位最好也設(shè)置成1 Unit=1米。其次，3DS Max的坐標(biāo)系是Y軸向前，Z軸

59、向上；VIRTOOLS的坐標(biāo)系是Z軸向前，Y軸向上。最后，模型的命名也要注意，可以使用拼音或者英文，不可包含漢字。 80第4章 汽車駕駛仿真器4.3.5模型生成技術(shù)地形地貌的建立地形地貌的建立是整個(gè)汽車駕駛仿真系統(tǒng)中視景系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)庫(kù)建立的第一步，主要在于表現(xiàn)虛擬環(huán)境的整體輪廓。整個(gè)視景系統(tǒng)模型的覆蓋區(qū)域?yàn)?000m 1000m的正方形，根據(jù)不同的復(fù)雜程度又將整個(gè)地形地貌分為三個(gè)不同的等級(jí)，這三個(gè)等級(jí)分別是以哈爾濱工程大學(xué)駕駛培訓(xùn)學(xué)校樁考訓(xùn)練場(chǎng)地的原型為中心向外擴(kuò)展的面積為100m100m,500m500m, 1000m1000m的三個(gè)正方形區(qū)域。100m 100m的區(qū)域是以哈爾濱工程大學(xué)駕駛

60、培訓(xùn)學(xué)校樁考訓(xùn)練場(chǎng)地為原型的，場(chǎng)地內(nèi)設(shè)樁與畫線等均是完全按照?qǐng)鰞?nèi)駕駛考試科目（樁考）實(shí)際考核時(shí)的比例建造，力求使駕駛員在逼真的三維虛擬駕駛場(chǎng)景中獲得近乎真實(shí)的體驗(yàn)。 81第4章 汽車駕駛仿真器4.3.5模型生成技術(shù)地形地貌的建立具體比例如圖4.4所示。其中，場(chǎng)地中道寬為車長(zhǎng)的1.5倍；庫(kù)長(zhǎng)為2倍車長(zhǎng)，前驅(qū)動(dòng)汽車再加50厘米；對(duì)于小型汽車庫(kù)寬為車寬加60厘米，大型汽車和中型客車的庫(kù)寬為車寬加70厘米。500m500m的區(qū)域是在以樁考訓(xùn)練場(chǎng)為中心，向外延伸而成的，主要包括行車道、人行道、交通標(biāo)志、信號(hào)燈、道邊建筑、長(zhǎng)椅等與訓(xùn)練較為密切的部分，是體現(xiàn)汽車駕駛仿真視景系統(tǒng)真實(shí)沉浸感的部分，要根據(jù)這些景