基于Bullet物理引擎的虚拟泵车驾驶系统的研究与实现.pdfVIP

38 卷 2 期 燕山大学学报 Vol. 38 No. 2 20 14 3 Journal of Yanshan University Mar. 2014 年 月 文章编号：1007-791X (2014) 02-0140-04 基于Bullet 物理引擎的虚拟泵车驾驶系统的研究与实现 * 吕梦雅，蒋 禹，唐 勇 ，陈英建 (燕山大学 信息科学与工程学院，河北 秦皇岛 066004) 摘 要：针对大型工程机 车辆驾驶模拟的计算复杂度与时间开销较大的问题，将Bullet 物理引擎应用于工程 车辆的驾驶模拟是一种简单高效且能兼顾模拟的实时性与真实性的解决方案。以泵车为例，首先根据所使用的 物理引擎将给定的泵车模型分解成独立的部件并赋予基本的物理属性，然后在这些独立的部件之间建立对应的 力学约束，最终在给定的场景中对泵车的驾驶操作进行实验。试验结果表明，基于Bullet 物理引擎的虚拟泵车 驾驶系统能高度真实地展现泵车的整个操作驾驶过程。 关键词：虚拟驾驶；物理引擎；约束；泵车 中图分类号：TP391.9 文献标志码：A DOI：10.3969/j .issn.1007-791X .2014.02.009 现，但当需要处理比较复杂的物体之间的相互作 0 前言 用、相互约束关系时，通过动画的方法来实现比较 困难。随着计算机硬件的飞速发展，物理引擎被越 虚拟驾驶系统是基于虚拟现实(VR) 技术的一 VR 2008 来越多地应用于 仿真的各个领域。 年，同 个新的研究热点与难点。将虚拟现实技术应用于汽 济大学的欧阳慧琴等人实现了Newton 物理引擎与 车的驾驶仿真系统中，借助计算机这个工具来产生 OGRE [5] 图形渲染引擎的绑定 ，作为测试，他们模 汽车行驶过程中的虚拟周边环境、音响效果以及运 拟了传送带以及简易小车的运动场景。2008 年， 动仿真，使驾驶员能沉浸到虚拟驾驶的环境当中， NVIDIA 公司的Harris 在Siggraph Asia 上展示了 并获得实际驾驶操作车辆的感觉。驾驶员根据虚拟 用 PhsyX 物理引擎中的粒子系统快速实时地模拟 环境中提供的视觉、听觉、触觉等感受，构 驾驶 [6] 2009 水的物理效果 ，但在逼真程度上略有欠缺。 操作并模拟操作驾驶舱中的操纵部件，实时地改变 年巴西的南大河州联邦大学的 Maciel 等人基于 汽车在虚拟世界中的运动状态，这一过程不断循 NVIDIA PhsyX 物理引擎开发了多模态的虚拟手