基于虚拟现实技术的典型动态交通场景的设计与实现

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1、万方数据128交通信息与安全2013年1期第31卷总174期基于虚拟现实技术的典型动态交通场景的设计与实现*周颖1’2严利鑫1吴青3高嵩1吴超仲1(1．武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉430063；2．中交第二公路勘察设计研究院有限公司武汉430056；3．武汉理工大学物流工程学院武汉430063)摘要驾驶人是影响道路交通安全的主要原因，而使用汽车驾驶模拟器模拟危险的交通环境，对驾驶人进行培训可以有效提高驾驶人的应急操作技能和安全意识水平，对于减少和预防道路交通事故的发生具有重要意义。以2000～2010年道路交通事故数据为基础，分别从人、车、路以及事故形态进行统计分析道路安

2、全影响最大的因素，获取典型的动态交通场景。并考虑城市道路环境的复杂性和多样性，选取发生在城市道路场景中的1种类型动态场景一公交站台行人过街作为案例，采用虚拟现实技术完成这一动态交通场景的设计和实现。关键词交通安全；汽车驾驶模拟器；动态交通场景；虚拟现实技术中图分类号：U268．6文献标志码：Adoi：10．3963／j。issn1674—4861．2013。01．027O引言利用汽车驾驶模拟器呈现实际道路交通环境中易发的危险交通情景，使用汽车驾驶模拟器对驾驶人进行培训，通过模拟危险的交通环境，让驾驶人体验不安全的驾驶行为可能引发的后果，通过这种信息刺激的方法来提高驾驶人安全驾驶技

3、能和安全意识水平，能够有效的减少在道路通行过程中由于人的因素而造成的交通事故。本研究通过对2000～2010年[1。11]的道路交通事故数据进行统计分析，提取危险特征并设计典型的交通情景，实现视景后利用汽车驾驶模拟器与被培训的驾驶人的交互，通过设定虚拟交通环境和动态交通场景，在保证驾驶人的人身安全的前提下，让驾驶人感受不谨慎驾驶可能带来的危险后果，提高其安全意识水平和驾驶操作技能。1动态交通场景的特征提取与分析动态交通场景是由交通环境中的交通行为引发，没有动态交通场景的虚拟情景不会对驾驶行为形成干扰，缺乏真实性，达不到提高驾驶人安全意识的目的。动态场景指交通系统中所有动态的交通活

4、动，主要指机动车以及其他道路使用者的运动对交通安全的影响。而道路交通环境是1个由人、车、路和环境组成的系统，要提取动态交通场景的特征必须从人、车、路以及事故形态等几个方面对其进行分析研究。公路和城市道路是交通事故发生的主要地点，根据道路交通事故数据统计结果，全国发生的交通事故中，58％发生在公路上，42％发生在城市道路上[1J。按照道路等级和道路类型的不同，分别统计公路和城市道路中的交通事故发生地点，分析发现二级、三级公路以及一般城市道路发生的事故起数最多，此外在一级、四级公路和城市快速路上也发生较多的道路交通事故。同时，由于大约90％道路交通事故是由驾驶人违规行为造成的口2。1

5、⋯，因此有必要对驾驶人的违规形式进行统计分析。对机动车司机不同违规行为造成的事故死亡人数进行统计发现超速行驶、未按规定让行以及无证驾驶引发的死亡人数最多。统计分析机动车在不同行驶状态下的事故起数不考虑直行情况下，机动车在左转弯的时候发生的事故起数最多，其次是右转弯，另外在变更车道的时候也比较容易引发交通事故[1“。可见车辆在进行转向运动的过程中最容易引发事故。最后，事故形态是事故发生前引发事故的车收稿日期：2012—12—10修回日期：2013一01-15*国家自然科学基金项目(批准号：51178364)、教育部新世纪优秀人才计划项目(批准号：NCET一10—0663)、湖北省杰

6、出青年基金项目(批准号：2012FFA023)、武汉市学科带头人计划项目(批准号：201271130445)资助第一作者简介：周颖(1986)，硕士．研究方向：交通安全．E—mail：879815845@qq．COrn万方数据基于虚拟现实技术的典型动态交通场景的设计与实现——周颖严利鑫吴青高嵩吴超仲129辆或行人等运动趋势的结果，它可以作为事故致因分析研究以及事故责任的划分依据。通过对道路交通事故形态的统计分析，可以提取典型常见的事故动态特征，也为典型交通情景的设计提供依据。根据对2000～2010年不同道路交通事故形态事故量的统计分析发现，事故量最多的事故形态是车辆之间侧面相撞

7、，其次是正面相撞和尾随相撞，而车辆与行人之间的碰撞也较多，发生刮擦行人的事故量仅次于车辆之间的追尾，可见道路交通事故主要为机动车与机动车之间的碰撞，其次为机动车与行人之间的碰撞。根据近年来道路交通事故的事故形态、不同道路类型的事故统计等的分析结果，发现车辆影响安全的主要性能是制动，车辆在转弯换道的时候最容易引发交通事故，且机动车驾驶人的违规行为主要为超速和未减速让行，可见车速过快是威胁交通安全的主要原因，而合理制动和控制车速是驾驶人必须遵守的行车准则。道路交通的事故形态主要为车辆