汽车虚拟驾驶的车辆与行人构建开题报告

2020-02-20 07:02

1. 研究目的与意义（文献综述）

1．目的及意义（含国内外的研究现状分析）

汽车虚拟驾驶或汽车驾驶仿真系统是一种利用现代高科技手段，让体验者能够在模拟生成的环境下，拥有在视觉、听觉和体感等各方面贴近真实汽车驾驶体验的技术。汽车模拟驾驶的研究在驾驶培训行业具有实际运用价值，在汽车试验、汽车人机工程和汽车人机交互等相关领域的研究中更具有重要参考意义。一个汽车虚拟驾驶系统的设计需要综合物体模型创建、虚拟场景设计实现、多视角开发以及软件设计等部分的工作。各大汽车制造厂商开始致力于驾驶模拟器的生产和研究，奔驰汽车公司联合瑞典国家道路运输研究所(swedish national road and transportation research institute )首先开发了汽车驾驶仿真平台；美国道路交通安全部(nhtsa，national highway traffic safety administration)与爱荷华大学斥资超过四千万美元开发了国家高级驾驶模拟器(nads，national advanced driving simulator) ；全球各主要汽车制造厂商大众、福特、马自达等也相继制造了自己的汽车驾驶仿真平台。到今天，国外的模拟驾驶系统从早期的基于桌面系统的单显示器的低端型产品已经发展到了今天的具有移动基座、逼真的虚拟驾驶环境并能模拟驾驶体感的高端驾驶模拟系统。中国的汽车模拟驾驶研究开始比较晚，经历从直接引进国外产品到逐步开始自行研制的缓慢的发展过程。

本次设计主要目前为使用3dsmax造型设计软件对车辆、人物进行建模，并针对人物构建相应的骨架，实现骨架的运动和动画，进行动作库的搜集和整理，并使用motion builder角色设计软件进行动作的编辑和后处理，最终在unity汽车驾驶仿真平台实现人物角色的行走、跑步、驾驶等动作。

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2. 研究的基本内容与方案

2．研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1基本内容在进行车辆虚拟驾驶的仿真时，除了构建车辆外，还有必要考虑道路行人的模拟，这对汽车人机工程、人机交互的研究也是有意义的。本选题首先需要构建具备车身和内饰的车辆模型，在此基础上，通过相关的人机工程软件构建人物角色模型和配套的骨架系统，并通过相关动作库实现行走、跑步等动作，最终将角色和动作整合到unity软件中。如果研究计划顺利，将使用动捕设备录入本人的走跑动作到虚拟场景中。

2.2设计目标

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3. 研究计划与安排

3．进度安排

7 学期第20周：确定毕业设计选题、毕业设计任务书(相关参数)、校内资料收集；

8学期第1周：方案构思、文献检索、完成开题报告,提交开题报告；

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4. 参考文献（12篇以上）

1．阅读的参考文献不少于15篇（其中近五年外文文献不少于5篇）

[1]陈媛媛，郭媛媛，曹小琴主编.人机工程学[M].2015

[2]张东剑，马其华，任洪娟，陶超.赛车驾驶员人机工程舒适性仿真研究[J].重庆理工大学学报(自然科学),2017,第31卷(9): 22-28

[3]杨斌.基于体感交互的交通安全教育教学系统的研究[D].湖南大学,2018

[4]廖晶堂.装配仿真分析系统人体姿态采集驱动关键技术研究[D].北京航空航天大学,2013

[5]Lehsing C , Feldstein I . Urban Interaction – getting vulnerable road users into driving simulation[J]. 2018.

[6]朱艺雯.基于人体自然比例特征的参数化骨架建模方法[J].电脑知识与技术(学术交流),2013,(3): 1630-1632

[7]牟选良.汽车仿真平台上的安全驾驶训练系统设计与实现[D].北京航空航天大学,2016

[8]阳彪.基于3ds Max和Virtools的汽车虚拟驾驶仿真系统设计与研究[D].湖北大学,2014

[9] Halabi O , Fawal S , Almughani E , et al. Driver activity recognition in virtual reality driving simulation[C]// International Conference on Information amp; Communication Systems. IEEE, 2017.

[10]满强.游戏化仿真培训系统中虚拟角色技术研究[D].东北石油大学,2016

[11]雷静.三维虚拟校园中的角色动画研究与应用[D].电子科技大学,2014

[12]Oberhauser M , Dreyer D . A virtual reality flight simulator for human factors engineering[J]. Cognition Technology amp; Work, 2017(1):1-15.

[13]洪琛.交互式系统中三维人体动作识别的研究[D].上海交通大学,2013

[14]Hou Y , Zhao Y , Hulme K F , et al. An integrated traffic-driving simulation framework: Design, implementation, and validation[J]. Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 2014, 45:138-153.

[15]Wang B , Mahmoud M , Cuesta, Javier Echevarría, et al. [ACM Press the 10th International Conference - Toronto, ON, Canada (2018.09.23-2018.09.25)] Proceedings of the 10th International Conference on Automotive User Interfaces and Interactive Vehicular Applications, - AutomotiveUI '18 - Enhanced Traffic Simulation for Improved Realism in Driving Simulators[C]// 2018:170-174.

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