面向智能驾驶的虚拟场景重建

发布时间：2021-10-15 19:44

　　智能驾驶作为新一代人工智能关键技术,涉及环境感知、移动互联、大数据处理等多学科知识。其中,利用虚拟现实技术实现智能系统性能仿真,不仅能测试验证智能系统软硬件功能,降低开发成本,还能因其交互性和构想性,大大提高用户感官体验,进一步进行深层次系统开发。本文面向智能驾驶系统,利用计算机图形渲染技术,针对三维实景的虚拟重建开展研究,提出两套基于图像的三维场景渲染方法,及其在半物理驾驶仿真平台上的实现方案,旨在有效地提升智能驾驶仿真系统的显示真实感。主要研究工作如下:针对传统三维虚拟重建技术的显示失真问题,本文提出了一种以行车记录全景图或视频为输入,能有效降低显示失真程度的三维实景虚拟重建方法。传统的三维虚拟重建显示失真问题是由全景图/视频的承载球体场景承载球体几何分布不均产生的,对于该问题,本文采用了“纬线环法”QTM模型生成场景承载球体,并提出了一种面向“纬线环法”QTM球的低失真度材质贴图方法,以生成具有尽可能高的均匀度的场景承载球体,并将输入的全景图/视频进行精确的材质贴图。最终得出了有效降低显示失真程度的三维实景重建方法,实现全景行车记录的360°全方位视角观看。在双目计算机视觉下,为... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 半物理驾驶仿真平台
        1.2.2 虚拟场景重建技术
    1.3 本文研究内容及组织结构
        1.3.1 本文的主要贡献和创新
        1.3.2 本文的组织结构
第二章 基于全景图的三维实景虚拟重建
    2.1 引言
    2.2 三维实景虚拟重建原理
    2.3 三维实景虚拟重建的显示失真问题及分析
    2.4 基于“纬线环法”QTM模型的场景承载球面生成与贴图
        2.4.1 球面离散格网模型
        2.4.2 “纬线环法”QTM模型
        2.4.3 “纬线环法”QTM球的表面贴图
    2.5 实验结果与分析
    2.6 本章小结
第三章 基于视图形变的车辆横向位移模拟
    3.1 引言
    3.2 基于IBR的双目视觉环境重建技术
        3.2.1 车辆横向位移视觉效果的基本实现原理
        3.2.2 虚拟视点合成技术
    3.3 中间域视图形变算法
    3.4 基于ORB特征匹配的车辆横向位移模拟方法
        3.4.1 ORB特征点的提取与配对
        3.4.2 点位移能量函数的设定与求解
        3.4.3 线性插值求取动态形变过程
    3.5 实验结果与分析
    3.6 本章小结
第四章 基于IBR的半物理仿真系统显示
    4.1 引言
    4.2 半物理驾驶仿真系统
        4.2.1 半物理驾驶仿真系统硬件配置
        4.2.2 半物理驾驶仿真系统软件框架
        4.2.3 Unity引擎简介
    4.3 显示系统的配置
        4.3.1 显示系统的实现流程
        4.3.2 相机动作与图像变换间的映射关系
        4.3.3 Unity内的控制器映射配置
    4.4 面向半物理驾驶系统显示方法的实现
        4.4.1 控制器映射检测与设置
        4.4.2 输入图像承载对象及虚拟相机的建立和属性设置
    4.5 场景显示的实现结果与分析
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 基于本文工作的未来展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种改进的近似等面积QTM剖分模型[J]. 赵学胜,苑争一,赵龙飞,朱思坤.  测绘学报. 2016(01)
[2]于细微处见功夫为交通安全护航——同济大学王雪松教授专访[J]. 王新玲.  汽车与安全. 2014(05)
[3]汽车驾驶模拟器在交通研究中的应用[J]. 唐克双,王亚晴,王鹏飞.  城市交通. 2011(06)
[4]球面格网系统特征分析及比较[J]. 白建军,孙文彬.  地理与地理信息科学. 2011(02)
[5]一种基于DIBR的虚拟视点合成算法[J]. 陈思利,李鹏程.  成都电子机械高等专科学校学报. 2010(01)
[6]基于正多面体的球面三角剖分与分析[J]. 张胜茂,吴健平,周科松.  计算机工程与应用. 2008(09)
[7]空间对接地面半物理仿真台系统仿真研究[J]. 常同立,丛大成,叶正茂,韩俊伟.  航空学报. 2007(04)
[8]基于QTM的全球离散格网变形分布及收敛分析[J]. 赵学胜,孙文彬,陈军.  中国矿业大学学报. 2005(04)
[9]虚拟现实中基于图像绘制虚拟场景技术综述[J]. 江加和,宋子善,沈为群,赵玉侠.  系统工程与电子技术. 2000(10)
[10]美将建成世界最先进的汽车驾驶模拟器[J]. 盛宝军.  汽车与配件. 1996(03)

博士论文
[1]高速公路自主驾驶汽车视觉感知算法研究[D]. 聂一鸣.国防科学技术大学 2012
[2]图像特征提取、匹配和新视点图像生成技术研究[D]. 胡志萍.大连理工大学 2005

硕士论文
[1]基于汽车动力学的虚拟驾驶模拟仿真[D]. 王磊.重庆大学 2014
[2]虚拟视点合成方法研究[D]. 马玉龙.天津大学 2014
[3]三维全景漫游技术及应用研究[D]. 王玉琼.云南财经大学 2013
[4]仿优秀驾驶员行为的无人驾驶车辆转向控制研究[D]. 凌锐.南京航空航天大学 2012
[5]模拟驾驶视景系统设计与实现[D]. 谢宏霖.山东大学 2009
[6]汽车驾驶模拟器视景系统的研究与开发[D]. 江学东.合肥工业大学 2007
[7]中国首台汽车性能模拟器动力学模型的改进[D]. 王鹏.吉林大学 2005



本文编号：3438522