模拟驾驶系统道路场景设计开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着国家经济发展,人民生活水平提高,汽车已逐渐成为生活的必需品。汽车市场竞争激烈,各大汽车公司也在加紧汽车的设计、开发和测试。目前的汽车测试通常是采用实车测试,驾驶员驾驶实验车完成各种测试项目并收集数据。这种方式存在一些缺点,如易受时间、天气、场地的影响,多次实验效率低、成本高,并且对驾驶员存在一定的安全隐患。随着现代计算机技术的飞速发展和硬件水平的提升,能完成汽车实车测试大部分项目的模拟驾驶得到了各大汽车公司的重视。模拟驾驶,又称汽车驾驶仿真,或汽车虚拟驾驶。模拟驾驶让体验者在一个虚拟的驾驶环境中,使其感受接近真实效果的视觉、听觉和体感的汽车驾驶体验。模拟驾驶系统的组成包括汽车动力学模型、视景仿真系统和配套的软硬件系统。

我的设计题目是“模拟驾驶系统道路场景设计”,即设计构建仿真道路场景以供驾驶员进行模拟行驶。这属于视景仿真系统的一部分,需要用到相关的三维建模软件。目前国内一些公司开发的类似驾驶模拟系统大部分是基于direct3d、opengl、ogre等引擎。由于这些都是基于图形渲染的底层引擎,因此所开发的三维模拟驾驶场景的逼真度都不甚理想,很难使驾驶员在模拟驾驶时产生沉浸感和真实感。另外一些公司采用vega、creator等商业视景软件进行驾驶场景的开发,虽然场景的逼真度得到大幅度的提升,但是同时也使得开发成本变得相当的昂贵,且缺乏二次开发等特性。相比之下unity3d构建的场景逼真度足够,其具有二次开发、多平台开发的特性,且兼容3dsmax等软件的资源,而且unity3d面对个人和小团体的版本是完全免费的。综合考虑选定unity3d作为本题目的设计软件。

模拟驾驶系统最重要的是能给驾驶员以逼真感和沉浸感,这是其能否代替一些实车驾驶的关键。这对汽车动力学模型、视景仿真系统和硬件系统都提出了很高的要求,而视景仿真系统中最重要的就是道路场景的设计构建。我要建立的椭圆道路场景要用于eeg实验,要求驾驶行为和道路场景具有可重复性并且道路参数可调。因此我的设计重点就在于如何构建、安排整个道路场景,使其更贴近现实,以提高整个系统的逼真程度,并且满足eeg实验的主要要求。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1设计的基本内容

我的任务是设计模拟驾驶系统的道路场景,主要内容是要结合现实交通场景,从视觉、听觉以及视听融合的交通信息出发,设计虚拟交通环境,既能够充分模拟实际驾驶环境,又能满足认知心理实验的实验设计和数据采集要求。unity3d具有强大的建模功能,自带脚本编辑器且支持各种软件资源和支持多语言开发的特性,以上设计内容均可在unity3d内实现。最终应达成以下目标:

(1) 设计完成模仿测试环境的椭圆环形道路场景;

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3. 研究计划与安排

3.进度安排

此次毕业设计的进度安排的总体内容,如下表所示:

第1~2周:查阅参考文献,提交文献检索摘要。撰写开题报告。并完成网上提交开题报告。整理论文提纲、设计概要;

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4. 参考文献(12篇以上)

4.阅读的参考文献不少于15篇(其中近五年外文文献不少于3篇)

[1]裴宇洋.基于unity3d的节能车模拟驾驶开发软件[j].内燃机与配件,2018(22):228-229.

[2]沈忱.面向对象的实时三维视景仿真系统[j].电子技术与软件工程,2018(04):139.

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