[发明专利]面向训练的汽车驾驶模拟机实现方法

摘要

本发明公开了一种面向训练的汽车驾驶模拟机实现方法。它借助计算机图形学、虚拟现实等技术，通过计算机产生汽车行驶过程中的虚拟视觉、音响效果和运动仿真，使驾驶学员沉浸到虚拟驾驶环境中，学员根据虚拟驾驶环境提供的视觉、听觉和触觉感受，构想其驾驶动作，操纵模拟驾驶舱中的操纵机构。本发明适应驾驶培训增长的需求，节约场地、汽车、汽油和人力等资源，具有各项考试项目和错误提示功能，使用户在更安全的环境下掌握驾驶的基本技能，在城市场景、山区道路以及高速公路中的练习能达到熟悉交规，完善驾驶技能的效果，各种天气的模拟锻炼用户在恶劣情况下的驾驶技能和对各种突发状况的应变能力，在商业和科研领域都有其重要的应用价值。

主权项

1. 一种面向训练的汽车驾驶模拟机实现方法，其特征在于：包括如下步骤：1)首先从驾驶舱的设备中获取方向盘角度、油门状态、刹车状态、离合器状态和控制面板上的按钮输入信号，这些信号通过传感器电路转换为电信号，再通过数模转换装置将电信号转换成数字信号，输入到计算机；2)利用实时物理仿真模拟汽车的动力学、汽车和场景物体的交互以及各种天气条件对周围环境影响的模拟，创建和驾校使用的培训车辆保持一致的三维模型；3)创建周围环境的三维模型和物理因素的建模，并利用agent建模在场景中加入自动车辆和模拟城市场景中的红绿灯；4)通过图形渲染系统将实时物理仿真的状态显示在三台计算机屏幕上，驾驶员根据当前在屏幕上看到的影像判断当前虚拟汽车相对周围物体的位置，进而作出相应的操作，这些操作将被反馈给图形渲染系统，再由图形渲染系统经过运算后产生新的状态，最后图形渲染系统再将这新的状态渲染到屏幕上，如此反复；5)利用基于图形处理器的图像处理框架实现辉光特效，对图像处理过程进行抽象，将作用在图像上的操作抽象为滤波器，滤波器获得若干图像作为输入，并对它们进行一系列的处理操作，最后输出结果图像；6)模拟各种天气情况，利用粒子系统生成雨天效果，并模拟雾天效果，供驾驶者选择不同天气，训练恶劣天气下的驾驶技能和突发情况；7)通过评判系统对用户驾驶情况进行跟踪，并对其训练成果进行评判，使得用户在没有教练或者较少的教练干预下进行自主训练，并根据评判结果了解训练过程中出现的主要操作错误，进而予以改正，实现面向训练的汽车驾驶模拟机。