虚拟环境下汽车驾驶安全主动干涉控制技术研究

摘要

随着城市化水平提高,机动车保有数量快速增长,交通事故的数量一直呈现上升趋势,以增强驾驶安全为目标的主动干涉控制技术研究也越来越被人们所关注。同时,蓬勃发展的虚拟现实技术也为主动干涉控制技术研究提供了新的实验环境解决方案。通过搭建逼真的虚拟交通环境来研究主动干涉控制技术,不仅经济安全,而且还具有再现性好、沉浸感强和开发周期短等优点。为此,本文以虚拟交通环境为实验平台,研究和开发了驾驶安全主动干涉控制系统。具体研究工作如下:
　　 (1)构建了包含有静态场景和动态场景的虚拟交通实验环境。采用MultigenCreator软件建立了虚拟静态场景,主要包括道路、房屋建筑、花草树木和交通标志等三维静态模型。在动态场景建模部分,运用数据化处理思想将各种交通环境因素数据化,以易于虚拟驾驶员识别和获取各类交通环境信息,采用基于视觉信息实时决策的方法,实现了虚拟自主汽车的智能驾驶。通过对虚拟静态场景和动态场景的建模,构建了一个逼真的实验环境,增强了实验数据的可信性和科学性。
　　 (2)对虚拟交通实验环境下用户车驾驶行为信息的获取过程进行了简单分析；运用碰撞检测的理论对用户车周边障碍车辆的实时检测方法进行了论述,并建立了用户车周边交通信息筛选模型,以确保系统响应的快速性和准确性。
　　 (3)建立了方向盘自动调整最优转角模型和防追尾安全车距模型,给出了虚拟环境下车辆偏离车道的判断方法,为系统干涉控制方法提供理论依据。详细阐述了车辆在超速、偏离车道、追尾、侧面碰撞四种危险情况下行驶时的主动干涉控制方法。
　　 (4)利用虚拟现实开发平台EON Studio5.0和Visual C++6.0(MFC)高级编程语言有机的结合,在Windows XP系统上完成了对驾驶安全主动干涉控制系统的开发和实现。