基于unity 3d的虚拟驾驶系统设计与实现
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虚拟现实(VirtualReality,缩写为 VR)综合了应用人工智能、图像学、图形学等多领域相关技术,通过计算 机 实 现 实 世 界 的 不 同 场 景[7]。 虚 拟 驾 驶 技 术 就 是 利 用 虚 拟 现 实 技 术 仿 真模拟真实车辆的驾驶过程,结合计算机仿真逼真的视景、声音、动作等元素,使体验者能身临其境地通过虚拟 的驾驶交通环境体验到“真实”驾车过程。本文研究提出了由专业的游戏引擎 Unity3D 快速构建虚拟驾驶视景 仿真系统,并结合 CarSim 汽车动力学模型和仿真驾驶操作工具 LogitechG29,实现虚拟驾驶系统的人机交互。 该 系 统 可 以 让 用 户 足 不 出 户 就 能 感 受 “真 实”的 驾 驶 体 验 乐 趣 和 沉 浸 式 力 反 馈 驾 驶 体 验 。 同 时 ,该 系 统 中 较 为 丰富的场景也可用于复杂智能交通平台的模拟,为后续研究如何缓解交通压力提供较为真实的虚拟仿真平台。
主机
CPU 主板 显卡 内存
硬盘
表1 计算机配置
品牌型号 英 特 尔 第 四 代 酷 睿i5-4210H@2.9GHz双 核 联想 Y50-70(英特尔 Haswell-LynxPoint)
NividiaGeforceGTX860M 12GB(海力士 DDR3L1600MHz) 西数 WDC WD10SPCX-24HWST1(1TB/5400转/分)
其中方向盘油门刹车离合踏板和排档杆通过usb接口与计算机相711成都师范学院学报2020年3月连体验者操纵方向盘油门刹车离合六排挡杆等设备来驾驶车辆系统通过人机交互接口把外部输入信号传给carsim动力学模型carsim动力学模块根据不同的输入信号进行实时数据反馈控制虚拟场景中控制车辆的运动
第36卷 第3期 成V都ol师.36范 学 院 学 报
通信作者:杨龙成(1988—),男,四川 成 都 人,讲 师,硕 士,研 究 方 向:群 体 行 为 分 析、计 算 机 应 用 (E-mail:371760788@ )。
114
第 36 卷 (总 第 325 期 )
汪晓飞,杨晓玲,等:基于 Unity3D 的虚拟驾驶系统设计与实现
配件名称
(a)罗技 G29方向盘及踏板
(b)六 档 排 挡 杆
图1 罗技 G29模拟驾驶器
1.2 软件系统
软件以 Unity3D 为开发平台,辅助3DMax软件共同实现。3DMax将建模处理后的场景地形、汽车、树
等模型转换为.FBX 格式文件,然后将其放入 Unity3D 软件的 Assets文件夹,最后 Unity3D 自动生成 相 应 的贴图、动画,以及对应的三维模型[8]。Unity3D 是由 UnityTechnologies公 司 研 发 的 虚 拟 现 实 引 擎,由 于
成都师范学院学报 JOURNAL OFCHENGDU NORMAL UNIVERSITY
2020 年 3 月 20M2a0r年.20320月
基于 Unity3D 的虚拟驾驶系统设计与实现
汪晓飞a,杨晓玲b,张 杰a,杨龙成a*
(成都师范学院a.计算机科学学院,b.学报编辑部,成都 611130)*
摘 要:借助 Unity3D 专业的游戏引擎交互式视景 仿 真 技 术,结 合 CarSim 汽 车 动 力 学 模 型 和 罗 技 G29力 反 馈
关键词:虚拟驾驶;Unity3D;CarSim;罗技 G29
doi:10.3969/ji.ssn.2095-5642.2020.03.114
中 图 分 类 号 :TP391.41
文 献 标 志 码 :A
文 章 编 号 :2095-5642(2020)03-0114-06
城市交通是一个开放性的复杂系统,对不同交通流的有效合理处理已经成 为 道 路 交 通 管 理 研 究 中 的 关 键问 题。 目 前,很 多 学 者 从 不 同 角 度,提 出 了 诸 如 基 于 遗 传 算 法[1]、组 合 控 制[2]、深 度 学 习[3-4]、元 胞 自 动 机[5]、支持向量 等 [6] 算法,并通过仿真验证实验来优化城市交通流问题。通过虚拟现实技术结合专业的 游 戏 引 擎 来 模 拟 和 仿 真 城 市 交 通 ,无 论 在 宏 观 层 次 还 是 微 观 层 次 上 ,为 后 续 城 市 交 通 问 题 的 解 决 提 供 了 一 种 更 直 观的新思路。
方向盘踏板,设计并开发了一套高拟真度的 虚 拟 驾 驶 系 统,实 现 人 机 交 互。经 多 次 试 验 表 明,该 系 统 实 时 效 果 好,可
以 真 实 模 拟 实 际 驾 驶 情 况 ,该 虚 拟 驾 驶 系 统 对 后 续 智 能 交 通 的 综 合 性 研 究 提 供 了 较 好 的 仿 真 平 台 和 场 景 基 础 。
1 虚拟驾驶系统软硬件构成
1.1 系统硬件构成 1.1.1 计算机硬件系统构成
本 文 系 统 设 计 并 实 现 了 较 为 经 济 实 用 的 虚 拟 驾 驶 仿 真 平 台 。 整 个 显 示 系 统 的 主 要 配 置 ,如 表 1 所 示 。
* 收稿日期:2019-10-08
基金项目:四川省教育厅项目“基于大数据的智能交通流量研究”(CS15ZB01);成都师范学院大学生创新 创 业 训 练 计 划 项目“基于 VR 的驾校培训仿真系统”(201814389045)
作 者 简 介 :汪 晓 飞 (1981— ),男 ,四 川 成 都 人 ,副 教 授 ,博 士 ,研 究 方 向 :群 体 行 为 分 析 、智 能 交 通 、图 像 处 理 ; 杨 晓 玲 (1976— ),女 ,彝 族 ,四 川 甘 洛 人 ,讲 师 ,硕 士 ,研 究 方 向 :计 算 机 应 用 技 术 ; 张 杰(1980—),男,四川成都人,讲师,博士,研究方向:图像处理、行为识别;
1.1.2 驾驶模拟器 本虚拟驾驶仿真平台采用罗技 G29模拟驾驶器进行驾驶操作,如图 1所示(图片来源于京东商城)。该
驾驶器包括方向盘、六速换挡器和踏板三大组件,使用 11英寸金属方向盘,可旋转 900 度,并应用精确光学 引擎可捕捉方向盘的细微动作。该驾驶模拟器提供了双马达力反馈技术,可以更 加 真 实 的 模 拟 驾 驶 路 面 给 驾 驶 者 的 力 反 馈 。 此 外 ,驾 驶 模 拟 还 提 供 了 26 个 按 钮 ,用 于 开 发 者 对 其 功 能 自 定 义 ,可 以 很 好 实 现 汽 车 的 各 个 功 能 ,诸 如 喇 叭 、转 向 灯 等 。
主机
CPU 主板 显卡 内存
硬盘
表1 计算机配置
品牌型号 英 特 尔 第 四 代 酷 睿i5-4210H@2.9GHz双 核 联想 Y50-70(英特尔 Haswell-LynxPoint)
NividiaGeforceGTX860M 12GB(海力士 DDR3L1600MHz) 西数 WDC WD10SPCX-24HWST1(1TB/5400转/分)
其中方向盘油门刹车离合踏板和排档杆通过usb接口与计算机相711成都师范学院学报2020年3月连体验者操纵方向盘油门刹车离合六排挡杆等设备来驾驶车辆系统通过人机交互接口把外部输入信号传给carsim动力学模型carsim动力学模块根据不同的输入信号进行实时数据反馈控制虚拟场景中控制车辆的运动
第36卷 第3期 成V都ol师.36范 学 院 学 报
通信作者:杨龙成(1988—),男,四川 成 都 人,讲 师,硕 士,研 究 方 向:群 体 行 为 分 析、计 算 机 应 用 (E-mail:371760788@ )。
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第 36 卷 (总 第 325 期 )
汪晓飞,杨晓玲,等:基于 Unity3D 的虚拟驾驶系统设计与实现
配件名称
(a)罗技 G29方向盘及踏板
(b)六 档 排 挡 杆
图1 罗技 G29模拟驾驶器
1.2 软件系统
软件以 Unity3D 为开发平台,辅助3DMax软件共同实现。3DMax将建模处理后的场景地形、汽车、树
等模型转换为.FBX 格式文件,然后将其放入 Unity3D 软件的 Assets文件夹,最后 Unity3D 自动生成 相 应 的贴图、动画,以及对应的三维模型[8]。Unity3D 是由 UnityTechnologies公 司 研 发 的 虚 拟 现 实 引 擎,由 于
成都师范学院学报 JOURNAL OFCHENGDU NORMAL UNIVERSITY
2020 年 3 月 20M2a0r年.20320月
基于 Unity3D 的虚拟驾驶系统设计与实现
汪晓飞a,杨晓玲b,张 杰a,杨龙成a*
(成都师范学院a.计算机科学学院,b.学报编辑部,成都 611130)*
摘 要:借助 Unity3D 专业的游戏引擎交互式视景 仿 真 技 术,结 合 CarSim 汽 车 动 力 学 模 型 和 罗 技 G29力 反 馈
关键词:虚拟驾驶;Unity3D;CarSim;罗技 G29
doi:10.3969/ji.ssn.2095-5642.2020.03.114
中 图 分 类 号 :TP391.41
文 献 标 志 码 :A
文 章 编 号 :2095-5642(2020)03-0114-06
城市交通是一个开放性的复杂系统,对不同交通流的有效合理处理已经成 为 道 路 交 通 管 理 研 究 中 的 关 键问 题。 目 前,很 多 学 者 从 不 同 角 度,提 出 了 诸 如 基 于 遗 传 算 法[1]、组 合 控 制[2]、深 度 学 习[3-4]、元 胞 自 动 机[5]、支持向量 等 [6] 算法,并通过仿真验证实验来优化城市交通流问题。通过虚拟现实技术结合专业的 游 戏 引 擎 来 模 拟 和 仿 真 城 市 交 通 ,无 论 在 宏 观 层 次 还 是 微 观 层 次 上 ,为 后 续 城 市 交 通 问 题 的 解 决 提 供 了 一 种 更 直 观的新思路。
方向盘踏板,设计并开发了一套高拟真度的 虚 拟 驾 驶 系 统,实 现 人 机 交 互。经 多 次 试 验 表 明,该 系 统 实 时 效 果 好,可
以 真 实 模 拟 实 际 驾 驶 情 况 ,该 虚 拟 驾 驶 系 统 对 后 续 智 能 交 通 的 综 合 性 研 究 提 供 了 较 好 的 仿 真 平 台 和 场 景 基 础 。
1 虚拟驾驶系统软硬件构成
1.1 系统硬件构成 1.1.1 计算机硬件系统构成
本 文 系 统 设 计 并 实 现 了 较 为 经 济 实 用 的 虚 拟 驾 驶 仿 真 平 台 。 整 个 显 示 系 统 的 主 要 配 置 ,如 表 1 所 示 。
* 收稿日期:2019-10-08
基金项目:四川省教育厅项目“基于大数据的智能交通流量研究”(CS15ZB01);成都师范学院大学生创新 创 业 训 练 计 划 项目“基于 VR 的驾校培训仿真系统”(201814389045)
作 者 简 介 :汪 晓 飞 (1981— ),男 ,四 川 成 都 人 ,副 教 授 ,博 士 ,研 究 方 向 :群 体 行 为 分 析 、智 能 交 通 、图 像 处 理 ; 杨 晓 玲 (1976— ),女 ,彝 族 ,四 川 甘 洛 人 ,讲 师 ,硕 士 ,研 究 方 向 :计 算 机 应 用 技 术 ; 张 杰(1980—),男,四川成都人,讲师,博士,研究方向:图像处理、行为识别;
1.1.2 驾驶模拟器 本虚拟驾驶仿真平台采用罗技 G29模拟驾驶器进行驾驶操作,如图 1所示(图片来源于京东商城)。该
驾驶器包括方向盘、六速换挡器和踏板三大组件,使用 11英寸金属方向盘,可旋转 900 度,并应用精确光学 引擎可捕捉方向盘的细微动作。该驾驶模拟器提供了双马达力反馈技术,可以更 加 真 实 的 模 拟 驾 驶 路 面 给 驾 驶 者 的 力 反 馈 。 此 外 ,驾 驶 模 拟 还 提 供 了 26 个 按 钮 ,用 于 开 发 者 对 其 功 能 自 定 义 ,可 以 很 好 实 现 汽 车 的 各 个 功 能 ,诸 如 喇 叭 、转 向 灯 等 。