智能车辆实验台虚拟场景及虚拟试验研究

admin · 发表于 2022-9-2 16:55:39

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智能车辆(Intelligent Vehicle，IV)是智能交通系统研究和发展的重要领域，用于辅助决策车辆的驾驶行为，确保车辆行驶安全。论文对智能车辆、虚拟仿真、实验台开发与虚拟试验进行了介绍；在对国内、外研究现状充分综述的基础上，为克服实际道路开发和研究投资大、危险性高的弊端，提出建立虚拟场景、开发智能车辆实验台，以在虚拟环境下模拟车辆的行驶状况、在室内实验台上通过虚拟试验研究车辆的智能安全行驶。对虚拟试验系统进行了总体设计。在对实验台总体规划的基础上，确定实现系统功能所需的关键技术，明确了虚拟试验项目。对虚拟场景及可视化驱动进行了研究。使用三维建模软件Creator建立包含道路、车辆的地表场景模型，考虑碰撞与相交检测，在实时三维视景仿真平台Vega下实现了虚拟车辆在虚拟场景中的驱动。通过Visual C++ 6.0 (VC++ 6.0)和Vega API，可编程动态获取虚拟车辆行驶时的位姿和运动参数、实时定制车辆的行驶路径。在硬件操纵信号和虚拟车辆的姿态间成功建立动态关联。除了键盘和鼠标能控制虚拟车辆，为体现操纵的真实性，以Simulink模型的形式接入实际硬件信号，利用实时仿真系统DS1103进行了硬件信号的在线仿真。VC++ 6.0通过m语言调用MLIB/MTRACE库函数，成功读写DS1103板卡传递的信号，借助Vega API、MATLAB API共同编程，硬件操纵信号可直接驱动虚拟车辆。基于MFC编程，实现Vega下的场景界面在VC++ 6.0执行界面下的嵌套，完成了虚拟试验系统的程序设计。通过对汽车行驶动力学进行仿真，在虚拟环境下对雷达及视频传感器进行模拟，分析安全距离算法并把安全距离模型在智能车辆的虚拟行驶中进行体现，根据虚拟试验项目设计程序的执行界面及参数设置界面，结合Vega下的应用程序定义文件，开发出智能车辆实验台所用的虚拟试验系统。此虚拟试验系统共有四种功能模式：一般驾驶、巡航控制、主动避撞、虚拟试验。通过在不同模式下的多次试验，结果表明：本文的研究实现了智能车辆实验台预定的各项功能；所开发的系统不但能对IV的安全行驶进行直观演示，还可进行相关的虚拟试验。通过在室内开展智能车辆虚拟行驶的安全状态研究，对于提高智能车辆的主动安全性，保障行车安全具有重要意义。

智能车辆实验台虚拟场景及虚拟试验研究

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