基于虛擬現(xiàn)實的汽車駕駛模擬系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、目前虛擬現(xiàn)實技術正處于快速發(fā)展的階段，本文以虛擬現(xiàn)實為背景，分析了虛擬現(xiàn)實技術的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，結合當前模擬駕駛系統(tǒng)的設計需求，提出了一種新型模擬駕駛系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)方法。
　　本文首先從整體入手，完成模擬駕駛系統(tǒng)的功能分析和系統(tǒng)總體方案設計。以Unity3D作為系統(tǒng)開發(fā)的軟件平臺完成三維模擬駕駛場景的搭建和渲染，模擬駕駛器搭載Logitech G25力反饋方向盤組件，采集方向盤、油門、剎車、離合、檔位等控制數(shù)據(jù)控制汽車行駛狀

2、態(tài)和運動相機視角。分別實現(xiàn)場景在Oculus Rift和CAVE中的顯示，頭部跟蹤系統(tǒng)允許用戶360度觀察虛擬三維場景，采用Leap Motion體感控制器跟蹤用戶手部的動作，在虛擬空間中生成用戶手部虛擬映射，并由位置跟蹤數(shù)據(jù)驅動其在虛擬空間的運動，實現(xiàn)與虛擬對象的直接交互。
　　然后介紹了系統(tǒng)的軟件設計部分。系統(tǒng)的軟件主要包括三維建模和渲染模塊、模擬駕駛算法模塊、頭部/手部跟蹤及分析處理模塊和人機交互模塊等。以框圖形式解釋三維場

3、景制作和渲染的主要過程，并重點介紹了紋理貼圖、創(chuàng)建地形、修飾地貌、生成道路模型、制作天空盒、以及場景的光照渲染和優(yōu)化、運動相機的控制等。以腳本控制實現(xiàn)系統(tǒng)工作過程中對用戶手部的跟蹤和交互響應，以及模擬駕駛算法的實現(xiàn)。分析了反饋機制對于人機交互接口設計的重要性，在此基礎上，著重介紹了根據(jù)模擬駕駛需求使用的三種反饋通道，即視覺反饋、觸覺反饋和聽覺反饋。
　　之后，分別基于兩種硬件實現(xiàn)平臺:Oculus Rift頭盔式顯示設備和CAVE