基于 BCI 的虚拟现实模拟驾驶教学系统设计

为解决传统模拟驾驶过于强调正常场景的训练,缺少对意外场景下学员心理状态 的监测与协助,且无法反馈和评价驾驶心理状态等问题。以脑机交互(BCI)技术与虚拟现实(VR) 为基础开发 VR 模拟驾驶教学演示系统,利用三维动力学引擎开发了驾驶模拟操作系统,在硬 件上设计可穿戴式脑电波信号检测头盔,基于 BCI 技术实现对学员模拟驾驶大脑状态的监控与 数据评估;有突发模拟事件发生时,系统通过脑机接口技术自动制动或辅助驾驶。在完成模拟 驾驶训练的同时可以根据脑波(EEG)反馈在意外事件中给出紧急解救措施,根据 EEG 情况评估 学员的发挥以及心理素质,为虚拟驾驶等认知负荷较高的教学训练提供了更为丰富与直观沉浸 式交互操作方式,提高了该领域教学训练系统的实用性与可用性。     

三维模拟驾驶仿真系统的研究与实现

为了解决模拟驾驶仿真系统中开发成本昂贵、缺乏二次开发特性等问题,研究并实现了一种结合3DMAX建模软件、开放源代码的Newton物理引擎和OSG图像渲染引擎的三维模拟驾驶仿真系统.硬件系统采用多传感器融合技术来采集驾驶员模拟驾驶时的操作行为,软件系统根据所采集的操作数据实现对车辆的运动和碰撞反应的控制以及对场景视角的切换.实验结果表明,该方法具有软件开发成本低,场景逼真度高,动态效果好等特点,可以满足对驾驶员的驾驶行为进行记录并分析的需要.     

面向智能驾驶测试的仿真场景构建技术综述

随着汽车智能化程度的不断提高,智能汽车通过环境传感器与周边行驶环境的信息交互与互联更为密切,需应对的行驶环境状况也越来越复杂,包括行驶道路、周边交通和气象条件等诸多因素,具有较强的不确定性、难以重复、不可预测和不可穷尽。限于研发周期和成本、工况复杂多样性,特别是安全因素的考虑,传统的开放道路测试试验或基于封闭试验场的测试难以满足智能驾驶系统可靠性与鲁棒性的测试要求。因此,借助数字虚拟技术的仿真测试成为智能驾驶测试验证一种新的手段,仿真场景的构建作为模拟仿真的重要组成部分,是实现智能驾驶测试中大样本、极限边界小概率样本测试验证的关键技术,这对提升智能驾驶系统的压力和加速测评水平显得尤为重要。面向智能驾驶测试的仿真场景构建技术已成为当前汽车智能化新的研究课题和世界性的研究热点,作为一种新兴技术仍面临许多挑战。本文提出了面向智能驾驶测试的仿真场景构建方法,系统阐述了国内外研究工作的进展与现状,包括场景自动构建方法和交通仿真建模方法,重点分析一些值得深入研究的问题并围绕场景构建技术的发展趋势进行了讨论分析,最后介绍了团队相关研究在2020中国智能驾驶挑战赛仿真赛和世界智能驾驶挑战赛的仿真场景应用情况。     

石化装置三维仿真实训系统研究

针对石油化工企业员工培训安全培训和技能培训的需求，研究基于虚拟现实形式石化装置三维仿真实训技术，利用三维数字模型构建虚拟数字化工厂，开发基于虚拟现实的分布式三维仿真实训系统，具有石化装置工艺流程三维动态模拟、开/停工三维动态模拟、重点设备结构和原理三维模拟、三维交互式考核等功能，实现石化装置可视化、流程化、交互式的三维实时培训与考核。通过虚拟现实技术模拟真实的生产作业场景及生产过程，强化员工对石化装置及事故场景真实感受，从而整体提升石化安全和技能培训的效率和效果。     

基于UE4的在线驾驶仿真系统设计与实现

驾驶仿真系统在交通安全研究中发挥着重要作用,但目前仍存在三维道路建模受限、仿真场景还原度不高等问题;研究采用虚幻引擎开发仿真功能模块,根据道路几何线形与交通流原始资料,能高效搭建出驾驶仿真场景;采用像素流送技术将视频帧发送到前端,设置硬件设备的轴属性映射,支持模拟驾驶外部信号输入,并实时将驾驶行为数据存入数据库,设计了一种轻量化、自动化、智能化的在线驾驶仿真信息管理与可视化系统;系统主要实现了道路自动化建模、人-车-路-环境信息管理、车道级真实交通流场景还原、在线模拟驾驶与数据可视化等功能;经测试,系统部署后能在Web端稳定运行,弥补了现有驾驶仿真系统的不足,为实验人员提供轻量高效的驾驶仿真服务。     

时空轨迹数据驱动的自动驾驶场景元建模方法

时空轨迹数据驱动的汽车自动驾驶场景建模,是当前汽车自动驾驶领域中驾驶场景建模、仿真所面临的关键问题,对于提高系统的安全性具有重要研究意义.近年来,随着时空轨迹数据建模及应用研究的快速发展,时空轨迹数据应用于特定领域建模的研究引起人们的广泛关注.但由于时空轨迹数据所反映现实世界的多元性和复杂性以及时空轨迹数据的海量、异构、动态等特点,基于时空轨迹数据驱动的安全攸关场景建模的研究仍面临着挑战,包括：统一的时空轨迹数据元模型、基于时空轨迹数据的元建模方法、基于数据分析技术的时空轨迹数据处理、数据质量评价等.针对汽车自动驾驶领域的场景建模需求,我们提出一种基于MOF元建模体系构建时空轨迹数据的元建模方法,根据时空轨迹数据的特征及自动驾驶的领域知识,构建了面向汽车自动驾驶的时空轨迹数据元模型;并基于此,提出基于时空轨迹数据元建模技术体系的自动驾驶安全场景建模方法,并使用场景建模语言ADSML实例化安全场景,构建安全场景库,旨在为此类系统的安全关键场景建模提供一种可行的方案.结合变道超车场景的案例,展示了时空轨迹数据驱动的自动驾驶安全场景元建模方法的可用性,为场景模型的构建、仿真、分析奠定了基础.     

虚拟工厂安全仿真系统设计与实现

化工厂安全至关重要,进行安全培训是安全体系的重要组成部分,除传统的培训方式外,还可利用计算机网络技术实施培训.本文介绍了利用计算机网络技术开发的仿真系统的设计过程、实现方法以及技术细节.该系统利用AJAX、Web Service、VRML等技术构建了基于地理信息系统的厂区电子地图,并模拟了基于虚拟现实系统的工厂内部的虚拟场景,通过2个系统的结合并使其具有自由交互能力,提供了比单一技术更丰富更有效的培训方式.这种方式是网络化的,使培训更容易实施,也避免了实地培训的限制性和危险性;这种方式是自主学习式的,在计划的培训之外还可使用该系统自我培训.系统中的数据均取自工厂内部资料以及实地考察,保证了内容的真实性以及培训的可靠性.该系统目前成功应用在某化工企业职工安全培训中,取得了预期的效果.     

基于Python生态的驾驶员行为识别系统研究

研究人员发现交通事故发生的主观原因除了与驾驶员的道路安全意识淡薄有关，还与司机驾驶行为失当有关。文章旨在设计驾驶员行为分析和预警的软件系统，识别驾驶员面部和手部行为动作，达到对驾驶员行为安全预警的目的。该系统基于Python语言生态，辅以PyTorch深度学习框架、OpenCV计算机视觉库等各类图像处理模块设计而成，实现了识别驾驶员行为。     

基于系统仿真的驾驶培训系统

针对驾校培训方式的需求而开发,对仿真驾驶系统中的场景管理及汽车建模进行了详细阐述。基于采用四叉树结构来生成和管理场景,并结合LOD技术来简化场景,加快场景的渲染速度。结合当前流行的多自由度汽车模型和系统需求,提出了一种简化的汽车模型。系统已投入使用,并取得了满意的效果。     

基于DirectX的虚拟驾驶模拟视景系统设计方法

根据虚拟汽车驾驶模拟视景系统的要求,提出了基于DirectX的视景系统的设计方法。使用3DMAX三维建模软件生成驾驶模拟的场景,采用了纹理映射技术、视景盒技术来优化场景,并应用DirectX提供的变换方法创建场景中的动画,实现了模拟真实雾的虚拟场景,生成了清晰、连续的虚拟驾驶模拟视景系统。     

化工企业安全教育系统的设计与实现

化工企业的安全生产是至关重要的,而生产过程中事故的发生往往和人的不安全行为紧密相关,因此对职工的日常安全教育工作格外重要。基于对化工企业日常安全教育工作的考察,研究了化工企业安全培训工作中的信息化方法,并设计开发了石化企业安全教育系统,提供面向职工的安全信息培训、考核、管理方法,结合多媒体、虚拟现实等技术提高了教育的真实感和参与度。该系统基于B/S模式开发,使用.net框架和各种Web技术完成了3层架构的可扩展系统,并利用JavaScript脚本实现了网页内的虚拟现实场景交互试题。目前该系统已在某化工企业成功运行,其使用已成为部门绩效考核的一部分。     

Multi-driver agent-based traffic simulation systems for evaluating the effects of advanced driver assistance systems on road traffic accidents

A recent investigation revealed that there is a substantiated need for the development of a micro-simulation system designed for traffic safety assessment. This paper describes the development of a road traffic simulation system, which uses a ‘nanoscopic model’ of driver behaviour and an integrated analysis-evaluation system designed for traffic safety assessment. The primary focus is on estimating the effects of an advanced driver assistance system thereby reducing traffic accidents. The effectiveness and validity of the present system are demonstrated through comparison with measured traffic data. This paper also proposes algorithms embedded in a ‘driver-agent’, for recognising driver’s intentions regarding choosing steering-control modes, lateral control tasks, and the driving mood. This is because the driver assistance systems need to recognise the driver’s intention when choosing steering-control. The results of a simulation study, using the data drawn from actual driving, show that the systems would achieve a high recognition capability. As an example of how driving mood recognition applies to driver assistance systems, an advanced steering system and the adaptability to the driver’s mood, have also been presented.     

基于虚拟现实的反应堆退役模拟研究

反应堆退役工程是庞大的系统工程，需要进行退役作业的优化设计和技术评估。应用虚拟现实技术可以生成三维的虚拟堆环境，进行虚拟退役操作，从而为退役工程提供分析工具，为实施方案的确定、关键技术难点分析、退役数据信息管理和培训等提供依据和使用平台。该研究在分析退役工程有关需求的基础上，设计了基于虚拟现实的反应堆退役模拟系统，并针对其中场景构造、虚拟拆除、虚拟去污、虚拟剂量显示和虚拟作业等关键技术进行了讨论。在各项研究的基础上，针对具体应用，初步实现了应用系统。     

Virtual reality sports auxiliary training system based on embedded system and computer technology

Virtual Reality technology, the complex environment can be a simulated, traditional sports courses at the stadium, equipment, it is due to limitations such as safety, to provide scientific and accurate teaching and learning's, a complex by visualizing the theoretical knowledge in the abstract sport, you can get more technical knowledge. Compared to the traditional physical education activities, simulate sports scene only by generating VR panoramas that cannot be virtual reality technology. Based on this, you can improve the enthusiasm and athletic ability of students effectively. Because of immaturity and high-priced equipment of VR technology, at present, people that education is using unpopular making, carefully virtual reality technology. In this context, we can apply virtual reality technology to sports training, which can obtain more effective training effect. In the first part of this paper, we talk about the research of virtual reality panorama, the second part about the research of virtual reality video, the third part about the application of virtual reality in physical education teaching, and the fourth part is the conclusion and investigation process. In the study, VR, as a new technology, found that you have the prospect of a wide range of applications. As long as it has been used in scientific and rational, you can VR is to promote the level of improvement and sports greatly sports scene. Users can increase users' interest; it can be immersed in a variety of preset virtual locations. Therefore, in the VR device, which allows the user to improve the experience of the VR device, you can interact well in a virtual scene.     

虚拟情景实训环境三维模拟

应用计算机技术当中的虚拟模拟技术,对于当前各领域实现虚拟情景三维模拟训练已成为可能。本文研究当前技术环境下,利用Unity3D模拟平台构造虚拟情景训练系统的开发与设计。从三维模拟训练系统的关键技术研究入手,以三维场景优化、物理碰撞逻辑检测、动态加载场景以及网络通信作为开发的重点,设计出较为先进和逼真的虚拟情境下三维模拟训练系统。并以消防部门作为系统应用的检测部门,检测结果表示此系统可以很好的表现出现场场景的模拟程度以及逻辑,对于加强消防部门的训练技术和应用效果有很大优势。     

危险环境中的虚拟远程作业系统实验仿真

基于虚拟现实的远程操作技术为物料搬运和工程施工提供了一种新的工作方式,可以用来解决危险环境中的搬运和施工这一工程难题。文中围绕虚拟远程作业系统,介绍了系统的工作方式和系统结构,分析了虚拟远程作业系统的仿真方案,以及基于WTK的虚拟场景建模方式,建立了以WTK为仿真工具的虚拟仿真环境,通过仿真实验对虚拟远程作业系统的相关技术进行了实验验证。     

多人网络虚拟现实儿童科普系统的设计研究

针对传统儿童科普教育存在的沉浸感薄弱、知识传输方式单一的问题,设计基于多人网络虚拟现实(VR)技术的儿童科普系统.系统的设计采用模块化的构建方式,主要分为网络联机模块和虚拟现实科普教育业务控制模块.在网络联机模块中,建立起服务器,教师机,学生机之间的信息通信,实现多人信息的加载和多人空间位置的实时同步.虚拟现实科普教育...     

基于VRML的三维虚拟仿真场景的构建

建立以人为中心的和谐的人-机环境是开发仿真系统的关键之一，而虚拟现实技术是实现仿真和人-机交互的有利工具。为了使用户产生相当的融人感和身临其境的感觉，需要充分利用虚拟现实技术，建立三维虚拟仿真场景，拓宽人-机交流渠道。本文根据作者研究开发的基于虚拟现实建模语言VRML的三维虚拟仿真场景系统，详细阐述了利用VRML构建具有动态性和交互性的三维虚拟仿真场景的设计要点和关键技术。     

基于人-车-路-环境综合计算的驾驶员期望车速

微观交通流仿真是智能运输系统研究与开发的重要手段。期望车速是微观交通流仿真研究的一个重要参数,受到驾驶员特性、车辆特性、道路条件、交通干扰、天气和承运任务急缓等多种因素的影响,准确确定期望车速是驾驶员行为研究的难点。从研究驾驶员心理-物理特性的角度出发,利用层次分析法,对驾驶员决策思维的递阶层次进行量化,建立基于人-车-路-环境综合计算的驾驶员期望车速模型。经过实测数据验证,该方法用于驾驶员期望车速模型的研究是可行的。