基于Unity3D的汽车功能模拟与驾驶场景演示系统的设计和实现

发布时间：2017-10-25 07:09

  本文关键词：基于Unity3D的汽车功能模拟与驾驶场景演示系统的设计和实现

  更多相关文章： 虚拟现实 汽车模拟 驾驶演示 Unity3D

【摘要】：随着经济的快速发展,道路交通行业持续发展,随之出现的机动车道路交通安全问题也日益明显。规范驾驶行为,预防交通事故的发生,是解决道路交通安全问题的有效途径。而针对驾驶员的驾驶培训以及驾驶安全教育仍然局限于传统的驾驶培训机构,往往成本高,效率低,起不到相应的效果。为了有效的遏制道路交通事故的发生,我们就必须在车辆驾驶学习和安全性教育的方式和模式上取得突破,提高道路交通安全。利用计算机仿真技术可以方便地进行车辆模型的选择和模拟环境的设定,再现性好,可以一定程度上代替危险性试验,提高安全性。虚拟现实技术已经逐渐运用到道路安全教育上,并起到了不错的效果,具有较强的实用性,在道路交通安全教育上有广阔的应用前景。目前,虚拟现实仿真技术被应用于车辆驾驶行为模拟的研究中,对驾驶模拟主要采用被动方式,即事先制作完成所需要的驾驶过程的视频图像资料,驾驶者根据所显示的画面驾驶状况完成操作。这使得其应用场景单一,不能应对突发情况,不宜扩展,具有很大的局限性。另外也有一部分技术相对先进的汽车驾驶模拟系统,这些系统往往造价昂贵,维护困难,缺少通用性,软件的生命周期短。尤其是在汽车驾驶场景演示这一部分,目前几乎没有相对完整成熟且实用性强的软件系统用于构建驾驶场景。本文所研究的内容,是基于Unity3D平台的汽车功能模拟与驾驶场景演示系统实现。通过该系统,不仅让驾驶员充分了解汽车功能和性能,同时也模拟不同的驾驶场景,预防交通事故的发生,避免驾驶过程中的错误行为,并学会处理突发情况。这对于车辆驾驶学习和道路交通安全教育有非常大的现实意义。主要工作包括：(1)提出系统整体框架以及各个模块的设计方案,综合运用几何建模,物理建模,行为建模等多种建模技术,结合汽车动力学相关理论建立汽车运动和操作模型。(2)基于系统整体设计框架,将汽车按照系统进行划分,对各个系统的属性,操作以及行为进行抽象和简化,并建立各个系统的功能仿真数学模型,实现汽车功能模拟。(3)设计并实现了汽车驾驶场景演示系统,汽车驾驶场景演示系统基于汽车功能模拟系统的设计和实现,将汽车功能模拟中的各个系统进行集成,形成一套完整的汽车驾驶系统。(4)构建汽车驾驶场景演示系统地形道路环境和天气光照环境,设计并实现了四种不同的地形道路,建立了多种天气场景,为用户提供了更为真实的驾驶场景体验。
【关键词】：虚拟现实 汽车模拟 驾驶演示 Unity3D
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U467.13;TP391.9
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.2.1 国外研究现状10
• 1.2.2 国内研究现状10-11
• 1.3 研究目标和主要内容11
• 1.4 论文的组织结构11-13
• 第二章 相关理论及关键技术13-19
• 2.1 虚拟现实简介13-14
• 2.1.1 虚拟现实基本特征13
• 2.1.2 虚拟现实系统类型13-14
• 2.2 基于软件的虚拟现实关键技术14-17
• 2.2.1 建模技术14-16
• 2.2.2 实时渲染技术16
• 2.2.3 碰撞检测技术16-17
• 2.3 Unity3D简介17-18
• 2.4 3DsMax简介18
• 2.5 本章小结18-19
• 第三章 系统分析与设计19-42
• 3.1 系统需求分析19-20
• 3.2 系统整体框架20-21
• 3.3 汽车功能演示系统21-29
• 3.3.1 整车建模与分析21-23
• 3.3.2 行驶系统23-25
• 3.3.3 转向系统25
• 3.3.4 制动系统25-27
• 3.3.5 传动系统27-28
• 3.3.6 电气系统28-29
• 3.3.7 车身系统29
• 3.4 汽车驾驶场景演示系统29-41
• 3.4.1 基础驾驶场景29-34
• 3.4.2 自定义驾驶场景34-36
• 3.4.3 场景配置36-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第四章 系统实现42-60
• 4.1 3D汽车模型构建42-44
• 4.2 汽车功能演示模块实现44-49
• 4.2.1 CMain类44-45
• 4.2.2 CControl类45-48
• 4.2.3 CVisual类48
• 4.2.4 CMirror类48
• 4.2.5 CLight类和CAudio类48-49
• 4.3 汽车驾驶场景演示系统实现49-59
• 4.3.1 平地起步/倒车/坡道行驶场景49-51
• 4.3.2 加速换挡场景51-52
• 4.3.3 变更车道/转弯场景52-53
• 4.3.4 减速/停车场景53-54
• 4.3.5 自定义驾驶场景54-55
• 4.3.6 场景配置55-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第五章 系统测试60-66
• 5.1 测试方案60
• 5.1.1 测试目标60
• 5.1.2 测试环境60
• 5.1.3 测试方案60
• 5.2 系统测试过程和结果60-65
• 5.2.1 汽车功能演示系统测试61
• 5.2.2 汽车驾驶场景演示系统61-64
• 5.2.3 测试总结64-65
• 5.3 本章小结65-66
• 第六章 总结和展望66-68
• 6.1 本文工作总结66-67
• 6.2 展望67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-70

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本文编号：1092606