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基于虚拟现实的战车模拟驾驶器开发

基于虚拟现实的战车模拟驾驶器开发

作者：翟田田北京交通大学

学位级别：硕士

在传统的军车训练以及阅兵训练中,不论刮风还是恶劣的气候条件下,车辆驾驶员都要在这种残酷的环境下进行驾驶训练。并且,这种大规模的训练方式一方面会对于真车产生一定的磨损,另一方面也会消耗更多的油料以及人力物力。为了解决这些现... 详细信息

在传统的军车训练以及阅兵训练中,不论刮风还是恶劣的气候条件下,车辆驾驶员都要在这种残酷的环境下进行驾驶训练。并且,这种大规模的训练方式一方面会对于真车产生一定的磨损,另一方面也会消耗更多的油料以及人力物力。为了解决这些现实的问题,应军方的需求,本课题以虚拟现实作为背景,同北京雷神博峰信息技术有限公司合作共同研发设计了一种新型的基于虚拟现实技术的战车模拟驾驶器。本文首先分析了基于虚拟现实的战车模拟驾驶器的研究现状和发展趋势,结合当前汽车以及坦克模拟驾驶器在国内外的发展趋势,提出了一种新型的战车模拟驾驶训练系统的设计与实现方法。将该设计应用于阅兵训练中,不仅能够提高驾驶员的驾驶水平,还可以减少驾驶员的训练时间,并且模拟出的场景逼真、操作简单、安全可靠,大大节省了训练对于真车的磨损和对弹药、油料的消耗。本文的主要工作如下:首先,分析了国内外模拟驾驶训练的发展现状以及本课题的研究意义,然后介绍了基于虚拟现实的模拟驾驶系统的主要技术指标,并完成了系统总体方案设计。其次,以Unity3D作为系统开发软件平台完成了三维模拟驾驶场景的搭建和渲染,包括战车模型以及建筑物的构建,车体碰撞形体的设置和碰撞模型的建立;分别从传动系、转动系和制动系建立了动力学控制模型,从物理学角度分析了模拟驾驶器中各个参数对于系统输出的影响,然后通过北京南口阅兵村军方的支持,从实际环境中的车辆运动中获取真实数据并同动力学模型输出的数据对比,最大误差百分比均在5%以内,符合既定的指标,验证了模型的准确性。为了增强虚拟现实系统的真实触感,增加了 G27方向盘组件和三自由度平台与软件系统三者之间的通信。并从系统的整体实现出发,完成了三维显示系统和多网络通信的构建,最终实现共享虚拟现实的目标。从系统功能的实现和性能方面完成了系统关键设备的标定实验和系统整体的测试,对伺服驱动系统进行阶跃信号响应实验,控制计算机自动采集间隔1ms的3000个控制计算机期望位置信号和实际输出电动缸的长度信号,再由Matlab绘制成波形图并以表格和折线图的形式表示了出来。最后对基于虚拟现实的战车模拟驾驶系统的整个研究内容和本人在系统开发中的主要工作做了总结。由北京雷神博峰信息技术有限公司共同设计的战车模拟驾驶器在部队中进行了广泛的应用,并取得了非常好的效果,获得了军方领导的大力赞扬。

关键词：虚拟现实 Unity3D 动力学控制模型多用户网络通信模拟驾驶器

上海地铁三号线模拟驾驶器逻辑控制系统的建模

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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铁路计算机应用 2007年第11期16卷 33-35页

作者：毕莹玉郎诚廉同济大学电子与信息工程学院电气工程系上海200331

介绍上海地铁三号线模拟驾驶器逻辑控制部分的建模。采用面向对象方法对地铁三号线列车的内部控制电路进行分析,阐述列车内部控制模块电路的关系,对列车内部电路的继承性和多态性进行分析,并对整个电路进行了封装,建立稳定高效的控制系... 详细信息

介绍上海地铁三号线模拟驾驶器逻辑控制部分的建模。采用面向对象方法对地铁三号线列车的内部控制电路进行分析,阐述列车内部控制模块电路的关系,对列车内部电路的继承性和多态性进行分析,并对整个电路进行了封装,建立稳定高效的控制系统。该系统目前已经用于实际的列车仿真器中,运行稳定,控制精度高。

关键词：模拟驾驶器逻辑控制系统建模地铁自动化

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机车模拟驾驶器视频监控系统设计与实现

铁路计算机应用 2006年第9期15卷 8-10页

作者：李郁峰西南科技大学计算机科学与技术学院绵阳621010

介绍机车模拟驾驶器视频监控系统功能和硬件组成,详细阐述系统软件的设计与实现。

关键词：视频监控 MPEG4 模拟驾驶器面向对象设计

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基于模拟驾驶器的HUD信息分析

交通标准化 2012年第22期40卷 82-85页

作者：朴范鎮李锋姜元义韩国建设技术研究院京畿高阳411712

导航系统等车载设备的日益增加,引起驾驶员的注意力分散,减弱驾驶员的避险能力。结合模拟驾驶器和脑电波测试仪的实验方法,对车载平视显示仪发布的信息进行了分析,研究结果可为HUD信息及界面设计提供参考。

关键词：平视显示仪模拟驾驶器脑电波

CGI成像技术在列车模拟驾驶器中的应用研究

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现代城市轨道交通 2013年第1期 80-82页

作者：吴海超郭四维南京铁道职业技术学院动力工程学院江苏南京210051

随着计算机成像技术(CGI)的不断提高,基于CGI技术的列车模拟驾驶器视景仿真系统也得到了快速发展。列车模拟驾驶器视景仿真系统能够真实模拟地铁列车驾驶场景,包括向前视景、站台监视器视景、CCTV监视屏场景。文章就列车模拟驾驶器视景... 详细信息

随着计算机成像技术(CGI)的不断提高,基于CGI技术的列车模拟驾驶器视景仿真系统也得到了快速发展。列车模拟驾驶器视景仿真系统能够真实模拟地铁列车驾驶场景,包括向前视景、站台监视器视景、CCTV监视屏场景。文章就列车模拟驾驶器视景生成技术、CGI视景系统功能、系统关键技术等作简要阐述。

关键词：列车模拟驾驶器 CGI成像技术视景系统

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南京地铁模拟驾驶器的功能设计与应用

现代城市轨道交通 2011年第4期 21-23,125页

作者：陈立江南京地铁运营分公司客运部助理工程师江苏南京210012

随着轨道交通行业的快速发展,网络化的运营模式对人提出了更高的要求,列车司机的故障处理能力和突发事件处理能力是安全、准点运营的根本保证。设计采用多媒体计算机系统、计算机成像技术,通过高分辨率和大型彩色屏幕,配以音响及动画效... 详细信息

随着轨道交通行业的快速发展,网络化的运营模式对人提出了更高的要求,列车司机的故障处理能力和突发事件处理能力是安全、准点运营的根本保证。设计采用多媒体计算机系统、计算机成像技术,通过高分辨率和大型彩色屏幕,配以音响及动画效果,体现列车的模拟运行的模拟驾驶器,为列车司机综合能力的培训提供了新的平台。

关键词：地铁模拟驾驶器设计应用

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基于虚拟现实的汽车驾驶模拟器设计与实现

机械设计与制造 2013年第4期 39-41页

作者：张俊友焦学健柴山山东理工大学交通与车辆工程学院山东淄博255049

由于驾驶模拟器具有高效、安全、低成本等特点,其在交通安全的教育和研究中广泛应用。以淄博市的驾考中心以及城市、山区道路为例,设计了低成本的基于虚拟现实技术的驾驶模拟器,建立了逼真的虚拟场景模型以及车辆动力学模型,利用Delt3D,... 详细信息

由于驾驶模拟器具有高效、安全、低成本等特点,其在交通安全的教育和研究中广泛应用。以淄博市的驾考中心以及城市、山区道路为例,设计了低成本的基于虚拟现实技术的驾驶模拟器,建立了逼真的虚拟场景模型以及车辆动力学模型,利用Delt3D,ODE开发了包含信息采集系统、车辆动力学系统以及视景仿真系统的驾驶模拟系统。用户通过立体眼镜以及其他转向、离合、油门等操纵系统即可沉浸到逼真的虚拟环境中驾驶车辆,如同驾驶真车在公路上行驶一样。

关键词：模拟驾驶器 ODE 车辆动力学虚拟现实

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基于驾驶模拟器洗出算法的非线性放缩法研究

计算机仿真 2022年第9期39卷 167-171页

作者：游达章张扬张业鹏陈林波湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068

驾驶模拟器洗出算法中非线性放缩法的放缩参数固定,参数的选取过度依赖专家经验,导致模拟器空间利用率低、模拟逼真度不高。针对上述问题,提出了基于PSO的非线性放缩法。对现有非线性放缩法进行优化时,综合考虑了真实驾驶员和模拟器驾... 详细信息

驾驶模拟器洗出算法中非线性放缩法的放缩参数固定,参数的选取过度依赖专家经验,导致模拟器空间利用率低、模拟逼真度不高。针对上述问题,提出了基于PSO的非线性放缩法。对现有非线性放缩法进行优化时,综合考虑了真实驾驶员和模拟器驾驶员之间的感知误差、信号放缩前后的归一化相关系数以及模拟器的物理运动限制等因素,并结合经典洗出算法进行了仿真验证。结果表明,所提方法克服了现有非线性放缩法依赖经验确定参数和模拟器工作空间利用率低的问题,降低了人体感知误差,提高了模拟逼真度。

关键词：洗出算法模拟驾驶器非线性放缩法粒子群算法人体感知

基于深度学习LSTM的智能车辆避撞模型及验证

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汽车安全与节能学报 2022年第1期13卷 104-111页

作者：房亮关志伟王涛龚进峰杜峰天津职业技术师范大学汽车与交通学院天津300222 天津职业大学汽车工程学院天津300410 中国汽车技术研究中心天津300300 天津市智能交通技术工程中心天津300222

建立了一种基于深度学习长短期记忆(LSTM)网络的智能车辆避撞模型。搭载虚拟测试驾驶(VTD)仿真软件的模拟驾驶器;针对跟车行驶、前车紧急制动这一危险工况,开展模拟驾驶实验;以相对距离、相对速度、前车减速度、碰撞时间、横向距离作为... 详细信息

建立了一种基于深度学习长短期记忆(LSTM)网络的智能车辆避撞模型。搭载虚拟测试驾驶(VTD)仿真软件的模拟驾驶器;针对跟车行驶、前车紧急制动这一危险工况,开展模拟驾驶实验;以相对距离、相对速度、前车减速度、碰撞时间、横向距离作为输入参数;通过未经训练的样本数据对模型迁移性进行验证,并与传统反向传播(BP)神经网络进行对比。结果表明:本模型自车减速度和方向盘转角预测的决定系数R^(2)分别高于传统BP模型0.17和0.21。因而,本文模型对大数据样本具有更优的拟合优度,能够表征驾驶员实际避撞行为,在驾驶辅助系统应用中具有推广价值。

关键词：智能车辆避撞模拟驾驶器深度学习长短期记忆(LSTM) 驾驶辅助系统