虚拟现实环境下交通仿真场景构建与逼真度评估方法研究

摘要

近年来，随着中国城市化进程的加快，城市交通问题日益严重，为解决交通问题，需制定新的交通策略或新建交通设施，这都需要对交通状态进行仿真。但在对城市交通状况进行三维仿真过程中，大规模城市交通路网构建需要耗费大量的时间，如何快速构建路网并应用目前高速发展的虚拟现实技术来提高仿真的逼真度，这一直都是国内外学者所研究的课题。本文将构建一个可以快速构建路网并实时运行的仿真系统，采用多指标层次体系对仿真系统进行评估。
　　针对城市交通视景仿真的相关现状，本文从以下三个方面进行研究:
　　(1)对交通仿真的关键技术:三维建模技术及仿真运行技术进行了研究，并在Windows系统的程序框架内设计了一套仿真系统，该仿真系统能够实现路网的快速构建与实时交通仿真。
　　(2)在交通仿真系统的基础上进行相关路网数据库的设计，所设计的路网数据表相互关联，能够表达路网数据之间的关系。通过对仿真系统信息的分类存储，能够使路网信息存储系统化并提高数据的查询速度。
　　(3)对多指标评价体系进行研究，并针对交通仿真系统构建一套基于熵权-层次分析法的交通仿真评估体系，使用该评价体系对交通仿真系统进行评估，仿真系统的评估更具有合理性与科学性。
　　本文在对交通仿真系统进行评估的过程中，首先是对其功能进行了分析。该仿真系统能够实现路网数据的读取与路网的快速构建，其中读取数据内容包括路网绘图区及CAD文件路网结点;该仿真系统还能够实现交叉口参数的设置，设置参数包括信号配时、车流量及车辆类型等参数，交通场景可以按照设置的参数运行。除对系统的功能分析外，本文还对仿真系统进行了逼真度与可信度评估，主要按照构建指标体系、确定指标权重的模式进行评估，评估结果显示该仿真系统有较好的三维模型逼真度与交通环境逼真度，可以满足一般的交通仿真需要。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 论文的研究内容与组织结构

1．4 本章小结

2 虚拟现实环境下交通仿真系统总体设计

2．1 交通仿真系统功能与结构

2．1．1 交通仿真系统功能需求分析

2．1．2 交通仿真系统整体结构

2．2 交通仿真系统仿真环境构建

2．2．1 仿真系统交通三维模型

2．2．2 仿真系统交通流生成模型

2．2．3 交通仿真场景驱动

2．3 基于Vega的交通仿真系统设计

2．4 本章小结

3 交通仿真系统逼真度评估方法研究

3．1 层次分析法的评价方法研究

3．1．1 层次分析法概述

3．1．2 层次分析法基本原理

3．2 信息熵权法的评价方法研究

3．2．1 信息熵权法概述

3．2．2 信息熵权法原理

3．3 熵权-层次分析法方法研究

3．3．1 评价方法集成思想

3．3．2 熵权-层次分析法的方法研究

3．4 本章小结

4 虚拟现实环境下交通仿真系统实现与评估

4．1 基于Vega的交通仿真系统实现

4．1．1 交通仿真系统整体实现方案

4．1．2 交通仿真系统路网构建及场景仿真功能实现

4．1．3 交通仿真系统路网数据库构建

4．2 交通仿真系统逼真度评估指标体系构建

4．2．1 交通模型逼真度指标

4．2．2 面向场景的交通环境逼真度指标

4．3．1 交通仿真系统逼真度评估指标权重确定

4．3．2 交通仿真系统逼真度评估值计算

4．4 本章小结

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

图索引

表索引

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

学位论文数据集