分布交互式汽车驾驶训练模拟系统

《21世纪先进制造技术丛书》序

序

前言

第1章绪论

1.1汽车驾驶模拟器的类型和国内外研究的现状

1.1.1汽车驾驶模拟器的类型

1.1.2汽车驾驶模拟器的发展

1.1.3汽车驾驶模拟器研究的主要内容和关键技术

1.2汽车驾驶训练模拟器的作用与意义

参考文献

第2章汽车驾驶训练模拟系统的功能结构

2.1汽车驾驶的行为模式

2.1.1汽车驾驶的行为过程

2.1.2汽车驾驶行为的三种典型模式

2.1.3汽车驾驶行为的改进模式

2.2汽车运动操纵特性与驾驶员模型

2.2.1概述

2.2.2线性二自由度汽车模型

2.2.3模糊汽车模型的研究

2.2.4简化的汽车模型

2.3汽车驾驶训练仿真系统的功能要求

2.4汽车驾驶训练仿真系统的功能结构

2.4.1汽车驾驶训练仿真操作系统(驾驶舱系统)

2.4.2驾驶数据采集系统

2.4.3视景仿真系统

2.4.4评价系统

参考文献

第3章分布式汽车驾驶训练仿真系统

3.1分布式交互仿真系统概述

3.1.1DIS系统的关键技术问题

3.1.2几种分布式仿真技术

3.1.3分布式系统的应用模式

3.1.4分布式虚拟环境体系

3.2分布式汽车驾驶训练仿真系统

3.2.1系统结构

3.2.2系统开发

3.3系统视景模型控制实现

3.3.1三维视景的坐标系统和单位

3.3.2视景空间渲染变换

3.3.3视景投影变换

3.3.4驾驶员主视野视景模型

3.4分布式系统通信模型的选择

3.4.1系统通信协议的选择

3.4.2套接字的应用

3.4.3系统控制优先级处理

3.5分布式仿真系统

3.5.1基于VisualC++的分布式仿真系统

3.5.2基于Virtools的分布式驾驶训练仿真系统

3.5.3基于OSG图形引擎的分布式仿真系统

参考文献

第4章汽车驾驶训练仿真系统的硬件系统

4.1汽车驾驶训练仿真操纵系统的功用和要求

4.1.1离合器仿真操纵系统的功用和要求

4.1.2制动器仿真操纵系统的功用和要求

4.1.3加速仿真操纵系统的功用和要求

4.1.4变速器仿真操纵系统的功用和要求

4.1.5转向仿真操纵系统的功用和要求

4.2汽车驾驶训练仿真操纵系统的设计

4.2.1设计要求

4.2.2主要仿真操纵机构的设计

4.3汽车驾驶操纵的数据采集

4.3.1传感器的选择

4.3.2数据采集与处理卡

参考文献

第5章汽车驾驶训练仿真视景系统

5.1汽车驾驶模拟器的视景系统的总体设计

5.2视景系统的开发平台

5.2.1几何建模工具

5.2.2三维图形接口工具

5.2.3软件开发编程语言

5.3驾驶训练视景的控制与实现

5.3.1操作车辆的运动交互控制

5.3.2实例：基于OpenGVS的虚拟汽车驾驶视景的实现

5.4开发视景系统的关键技术

5.4.1场景模型的组织原则

5.4.2模型分割技术

5.4.3场景建模技术

5.4.4实例技术

5.4.5图像与几何相结合的建模技术

5.4.6数据库技术

5.4.7视景特效技术

5.5场景优化

5.5.1特效渲染

5.5.2光照模型及实现

5.5.3凹凸表面纹理的实现

5.6驾驶模拟器中多通道立体显示技术

5.6.1立体视觉的产生

5.6.2立体显示双目投影的数学建模

5.6.3视觉深度控制

5.6.4测试结果

5.7驾驶训练视景的开发实例

5.7.1基于Creator的建模

5.7.2基于Maya的建模

5.7.3三维等高线地形模型的生成与处理

5.7.4场景的实例

参考文献

第6章汽车驾驶仿真监控管理系统

6.1监控系统的功能

6.1.1监控服务器的功能

6.1.2单台模拟器的功能设定

6.1.3监控系统的通信

6.2通信程序模块

6.2.1基于TCP／IP的通信技术

6.2.2面向连接的并发服务器交互

6.2.3套接口工作过程

6.3网络通信程序的算法

6.3.1模拟器(客户机)通信程序的算法

6.3.2服务器网络通信的算法与实现

6.3.3模拟器(客户机)之间的通信算法

参考文献

第7章汽车驾驶训练仿真专家系统

7.1汽车驾驶交通道路与交通规则

7.1.1分道行驶的原则

7.1.2交通标志

7.1.3交通标线

7.1.4一个完整的城市交通体系

7.2汽车驾驶道路违章情况判断处理

7.2.1驾驶违章行为的判断处理

7.2.2训练过程的管理

7.2.3驾驶训练数据处理

7.3智能物体的研究

7.3.1面向智能体技术

7.3.2超车的控制策略

参考文献

第8章分布式汽车驾驶训练仿真系统的研究与应用前景

8.1概述

8.2汽车驾驶仿真系统应用及前景

8.2.1面向车辆～驾驶员一道路闭环系统的虚拟实验

8.2.2面向驾驶员的研究

8.2.3面向汽车的开发和应用

8.2.4面向环境(道路)的开发和应用

8.2.5道路交通仿真实景的设计及应用

参考文献

附录中央电视台科技之光节目解说词

　　本书的作者长期从事计算机图形图像技术、虚拟现实技术、汽车动力学、汽车驾驶培训的教学和研究工作，先后承担了一系列科学研究项目和用户委托的应用项目，在虚拟设计领域取得一系列研究成果。　　为了总结研究工作，与更多的同行交流研究成果；同时，为了使有志于分布交互式汽车驾驶训练模拟系统研究的年轻学者尽快进入学科前沿，作者撰写了这本专著。本书阐述了分布交互式汽车驾驶训练模拟系统的理论基础，以所研制的分布交互式汽车驾驶训练模拟系统为例，介绍了分布式交互仿真技术在汽车驾驶训练模拟系统中的应用。　　分布交互式汽车驾驶训练模拟系统是一种融合了传感器、计算机图形学、计算机接口、人工智能、数据通信、网络、多媒体等先进技术，具有分布性、交互性、实时性特点的系统。它是能正确模拟汽车驾驶的动作，获得实车驾驶感觉的分布式交互仿真系统。本书在研制分布式交互汽车驾驶训练模拟器实践的基础上，全面、系统地介绍了分布交互式汽车驾驶训练模拟系统的最新研究成果，特别对汽车驾驶训练模拟器的系统结构、仿真系统、硬件系统、视景系统、汽车驾驶仿真监控管理系统的研究与应用进行了描述，着重介绍了相关的关键技术，具有系统性、先进性和实用性。本书反映了该领域研究的学科前沿和国际先进水平，具有重要的学术意义和实际应用价值。　　本书适合从事分布式计算机仿真技术、虚拟实验技术研究和开发的工程技术人员阅读，也可作为高等学校大学生、研究生的参考书。