驾驶模拟器是用于汽车产品的“人-车-环境”交通特性研究或驾驶培训的一种重要工具。驾驶模拟器可以有针对性地对驾驶员进行训练,而且具有直观生动地显示训练过程和结果等特点。 虚拟现实技术应用于汽车驾驶模拟训练系统中,就是将计算机技术应用于模拟车辆行驶过程中的虚拟视景变换和运动仿真等方面,使驾驶员沉浸到虚拟驾驶环境中,有实车驾驶的感觉。驾驶模拟器的虚拟现实设计过程中,静态环境与汽车动力学仿真是开发基础,如要达到训练的效果和研究的目的,交互环境的开发更是驾驶模拟器研究与开发的关键。 现实世界中,影响车辆行驶的主要因素来自道路和行驶中其他车辆,驾驶员在操作驾驶模拟器的过程中,道路对操作者的影响是通过三维模型的视觉效果来产生。行驶中车辆的相互影响,主要包括视景中虚拟车辆之间的影响,虚拟车辆与模拟器主控车(简称为主车)之间的影响两个方面。将现实世界里的车辆在相互影响情况下的行驶行为,再现在虚拟驾驶环境中,以提高驾驶模拟器的仿真度,基于此目的,开发了基于驾驶模拟器的交通流的仿真系统。 交通领域中交通流的研究主要致力于研究现实交通环境中车辆的运动规律,主要的研究成果有车辆的跟驰规律,车辆的换道规律,超车规律等。研究了交通流的理论与仿真方法,将交通流的研究成果应用于三维虚拟环境中车辆的运动仿真中,驾驶模拟器操作员根据虚拟环境中车辆运动的变化,改变主车在虚拟环境中的状态,其过程的不断循环,构成学员——虚拟驾驶环境之间的交互作用。此研究极大地提高了驾驶模拟器系统的主动性、交互性和沉浸感等性能,给学员更逼真的驾驶环境,改善驾驶训练的教学效果。与此同时基于驾驶模拟器的交通流仿真把人的操作行为引入到交通流仿真中,克服了传统交通流仿真的不足,对交通流研究的方法是一个创新。 在武汉理工大学智能交通系统研究中心的驾驶模拟器的基础上开发了交通流仿真系统,进行了如下几个方面的研究工作: