[發明專利]一種汽車運動仿真模擬方法

有效

• 申請號: 201310670735.0
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103632008A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 吳超蓉;莫世鋒;羅浩;吳小偉;劉思遠
• 申請（專利權）人: 四川九洲電器集團有限責任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 韓雪

技術領域

本發明涉及一種汽車運動仿真模擬方法，特別是涉及一種適用于虛擬現實技術中汽車運行仿真的汽車運動仿真模擬方法。

背景技術

現有的汽車模擬技術已日趨成熟，主要是通過對汽車動力學的分析（包括發動機動力學，汽車阻力學，汽車傳動系統力學，汽車制動系統力學，汽車懸掛系統力學，汽車操作系統力學等）來實現汽車運行模擬，基本能實現模擬現實汽車動力學特性，提供接近真實的車輛運行環境的目的。

但總的來說，現有的汽車模擬技術存在如下不足：1.為了提供盡可能接近真實的車輛運行環境，需要模擬現實汽車的各種動力學特性（包括發動機動力學，汽車阻力學，汽車傳動系統力學，汽車制動系統力學，汽車懸掛系統力學，汽車操作系統力學等），導致算法過于復雜，運行速度變慢；2.提高算法速度則以犧牲車輛模擬的真實感為代價：轉彎不夠平滑、躲避障礙物不夠智能等，雖然運行速度提高了，但是卻降低了車輛模擬的真實感。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種運行速度更快、真實感更好的汽車運動仿真模擬方法。

本發明采用的技術方案如下：一種汽車運動仿真模擬方法，具體方法步驟為：步驟一、初始化汽車狀態；步驟二、計算包括尋找導航力、避障導航力和追逐導航力在內的汽車的導航力；步驟三、合并導航力；步驟四、利用求得的導航力和初始化的汽車質量，求出汽車運行所需的加速度，從而更新汽車的運行狀態。

作為優選，所述步驟一中還包括設置汽車的最大速度和最大導航力。

作為優選，所述尋找導航力的計算方法為：用汽車在尋找目標點時的期望運行速度減去汽車的當前速度。

作為優選，所述追逐導航力的具體計算方法為：1、求出汽車當前位置指向被追逐者當前位置的向量，及此向量與汽車當前朝向的夾角，并計算汽車當前朝向與被追逐者當前朝向之間的夾角；2、判斷汽車與被追逐者之間的相對位置；3、根據上一步判斷出的汽車與被追逐者之間的相對位置，設置一個汽車追上被追逐者的時間閾值t；4、預測t時間后被追逐者的位置，將此位置作為尋找的目標點，給汽車施加一個尋找導航力，即為追逐導航力。

作為優選，所述步驟2的具體方法步驟為：利用汽車當前位置指向被追逐者當前位置的向量，與汽車當前朝向的夾角判斷被追逐者位于汽車的正前方、正后方還是旁邊；利用汽車當前朝向與被追逐者當前朝向之間的夾角判斷出被追逐者與汽車的運行方向是同向、反向還是相交。

作為優選，所述避障導航力的計算方法包括計算避開靜態障礙物的計算方法和避開動態障礙物的計算方法；其中，

避開靜態障礙物的計算方法為：A、進行相交檢測，檢測汽車當前位置附近可能與之相撞的障礙物位置；B、運用模糊邏輯產生導航力；

避開動態障礙物的計算方法為：給汽車施加一個與追逐導航力相反方向的導航力，使汽車沿著避開追逐者的方向行進。

作為優選，采用物理引擎中的碰撞檢測方法進行相交檢測。

作為優選，運用模糊邏輯產生導航力的具體方法為：a、設計障礙物位置與汽車當前位置的距離，及障礙物與汽車當前朝向的角度，的模糊語言變量和規則庫；b、對規則庫進行模糊推理及反模糊化。

作為優選，所述步驟三中，進行導航力合并的具體方法為：根據優先級別分別給尋找導航力、追逐導航力、避開靜態障礙物的導航力和避開動態障礙物的導航力設置權重，計算出的各個導航力及其對應的權重的乘積的和即為合并的導航力。

作為優選，所述方法還包括，判斷計算出的合并導航力的大小是否大于初始化的汽車最大導航力，是則取初始化的汽車最大導航力為當前導航力的值

與現有技術相比，本發明的有益效果是：通過分析汽車的導航力來表現汽車的各種運動特性。在分析汽車的追逐導航力時，根據汽車與被追逐者之間相對位置的不同設置不同的追逐時間閾值，使汽車的追逐行為更接近現實；在分析汽車躲避障礙物的導航力時，采用物理引擎進行碰撞檢測，并采用模糊邏輯算法來實現躲避多障礙物的導航力計算，使汽車的避障行為更具真實感。此方法克服了現有汽車模擬方法中運行速度與模擬真實感不能很好兼容的缺點，既保證了算法的簡潔性與運算速度，又能保證盡可能接近現實中汽車的運動環境。且本發明方法適用于游戲領域、仿真訓練領域、仿真作戰系統等各種需要汽車模擬技術的領域中，具有通用性。

附圖說明

圖1為本發明其中一實施例的流程圖。

具體實施方式