交互式高速公路視景仿真系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長及交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，我國公路建設(shè)進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期，國內(nèi)擬建及在建的高速公路大量增加。為了提高高速公路交通安全性，及早發(fā)現(xiàn)并修正項(xiàng)目方案中的安全隱患，從而設(shè)計(jì)或改造出具備較高安全性的道路，基于汽車駕駛模擬器的高速公路安全性評(píng)價(jià)成為重要的研究課題。在交通安全仿真評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)中，大規(guī)模高速公路三維視景仿真成為其中的關(guān)鍵。高速公路視景仿真軟件不僅可以作為高速公路安全性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，同時(shí)還可以作為項(xiàng)目招標(biāo)過程中的效果演示及工程

2、完工后的展示，具有重要的研究意義。
　　 本研究在真實(shí)的地形和道路數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，研究了大規(guī)模高速公路場(chǎng)景的整體劃分方案、基于CAD數(shù)據(jù)的大規(guī)模地形快速生成方法、地形和道路匹配算法。并研究了一套快速構(gòu)建高速公路視景仿真系統(tǒng)的框架模型，基于六武高速公路設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)生成了六武高速公路視景仿真系統(tǒng)，研究的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面。
　　 (1)研究了大規(guī)模高速公路場(chǎng)景的整體劃分方案。一般高速公路修建的非常長，決定了高速公路場(chǎng)景的大規(guī)模

3、特性。為了對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行有效的組織，減少計(jì)算機(jī)內(nèi)存的消耗，提高渲染效率，必須對(duì)整個(gè)高速公路場(chǎng)景進(jìn)行劃分?；诟咚俟肪€性、狹長的特性，本文提出了按照高速公路線形走勢(shì)進(jìn)行場(chǎng)景劃分，并給出了場(chǎng)景整體劃分的方案。.
　　 (2)研究了基于真實(shí)地形數(shù)據(jù)的地形生成技術(shù)。高速公路視景仿真中地形仿真是最重要的部分，為了能夠真實(shí)再現(xiàn)高速公路周邊的地形場(chǎng)景必須采用地形原始數(shù)據(jù)來生成地形。本文基于CAD地形原始數(shù)據(jù)，分析了DXF文件格式，研究了離散點(diǎn)提

4、取算法對(duì)離散點(diǎn)進(jìn)行提取。然后采用surfit軟件對(duì)提取出的離散點(diǎn)進(jìn)行插值生成格網(wǎng)地形模型，同時(shí)研究了格網(wǎng)地形模型的渲染及多重紋理映射技術(shù)，并研究了多塊地形之間的邊緣融合算法解決了多塊地形之間的拼接問題。
　　 (3)研究了地形與路面匹配問題。在高速公路視景仿真過程中，道路和地形模型是分別通過不同的方式建立的，由于地形數(shù)據(jù)是在高速公路未建設(shè)之前航拍得到的，而在道路修建的過程中需要對(duì)地形進(jìn)行填挖處理，因此建立的地形與路面模型存在不匹

5、配的問題，需要對(duì)地形與路面進(jìn)行匹配。本文根據(jù)高速公路仿真中建立的地形與道路模型，提出了基于格網(wǎng)模型的地形與道路匹配算法。
　　 (4)研究了高速公路視景仿真框架模型。為了能夠快速構(gòu)建高速公路視景仿真系統(tǒng)，本文研究了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的高速公路視景仿真框架，采用動(dòng)態(tài)調(diào)度策略解決了大規(guī)模高速公路場(chǎng)景的實(shí)時(shí)漫游問題，并研究了基于道路線形的高速公路自動(dòng)漫游方案，采用球面線性插值解決了自動(dòng)漫游過程中的抖動(dòng)問題。結(jié)合六武高速公路設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了六武