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        基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的九江城市交通事故模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        2016-11-24 18:35:10陳榮華
        電腦知識(shí)與技術(shù) 2016年26期
        關(guān)鍵詞:人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)交通事故

        陳榮華

        摘要:本篇目的在于研究基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)適用于本市交通事故模擬系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容。在交通運(yùn)輸業(yè)快速發(fā)展的過(guò)程中,做好交通事故責(zé)任認(rèn)定處理工作,是保障交通運(yùn)輸業(yè)平穩(wěn)發(fā)展的關(guān)鍵,基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),分析設(shè)計(jì)交通事故模擬系統(tǒng)的需求,并能夠重建交通事故現(xiàn)場(chǎng)三維模型,模擬分析交通事故發(fā)生情況,從而為處理交通事故、進(jìn)行事故快速準(zhǔn)確定責(zé)及交通信號(hào)燈優(yōu)化設(shè)置提供數(shù)據(jù)資料。結(jié)果證實(shí),應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)交通事故模擬系統(tǒng),不僅系統(tǒng)具有人機(jī)交互方便、效果顯示逼真的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)對(duì)局部的放大立體觀測(cè), 能夠?yàn)榉治鼋煌ㄊ鹿视绕涫且曈X(jué)盲區(qū)提供更加精確的數(shù)據(jù),為交通設(shè)施的設(shè)置發(fā)揮應(yīng)用效益。結(jié)論表明,設(shè)計(jì)基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的交通事故模擬系統(tǒng),可以作為優(yōu)化紅綠燈設(shè)置、預(yù)防交通事故發(fā)生、降低重大事故災(zāi)害的有效監(jiān)測(cè)手段,具有重要開(kāi)發(fā)意義。

        關(guān)鍵詞:事故模擬;虛擬現(xiàn)實(shí);交通事故;系統(tǒng)設(shè)計(jì);人機(jī)交互

        中圖分類(lèi)號(hào):TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2016)26-0224-02

        在昌九一體化大發(fā)展思潮下,九江城市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,市民生活水平顯著提升,好大家庭都購(gòu)買(mǎi)了自用車(chē),為九江市交通運(yùn)輸業(yè)帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇和重大挑戰(zhàn)。若是發(fā)生重大交通事故,交管部門(mén)處理應(yīng)變不及時(shí),事故責(zé)任認(rèn)定不準(zhǔn)確的話(huà),不僅會(huì)造成理賠困難,也會(huì)影響監(jiān)管機(jī)構(gòu)在市民心中的滿(mǎn)意度,從而影響本市的平穩(wěn)有序發(fā)展。對(duì)此亟待提升本市目前的交通事故責(zé)任認(rèn)定技術(shù),能夠集合信息化管理、保險(xiǎn)理賠程序、交通違法處理方式,利用快速發(fā)展的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),優(yōu)化設(shè)計(jì)交通事故模擬系統(tǒng)來(lái)處理相關(guān)交通事故,以便快速準(zhǔn)確定責(zé)理賠,疏通交通線路,將事故危害降到最低,產(chǎn)生積極影響。

        1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念及其應(yīng)用意義

        虛擬現(xiàn)實(shí),也就是Virtual Reality,簡(jiǎn)稱(chēng)VR,是由20世紀(jì)美國(guó)VPL公司Jaron Lanier提出的【1】。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),綜合虛擬技術(shù)、三維建模技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),并且能夠通過(guò)整合應(yīng)用這些技術(shù),有效模擬創(chuàng)建出一個(gè)虛擬的現(xiàn)實(shí)世界,并可以為技術(shù)使用者提供一個(gè)在“視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、導(dǎo)航”多方面的虛擬世界,使其可以漫游在這個(gè)世界中,獲得身臨其境的體驗(yàn)【2】,感同身受。

        在交通事故模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),輸入交警現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)及目擊者觀測(cè)到的部分?jǐn)?shù)據(jù),可以將交通事故現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)模擬出來(lái)【3】,為交通事故責(zé)任認(rèn)定及快速理賠處理發(fā)揮積極應(yīng)用意義。

        2 需求分析

        本文將會(huì)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),優(yōu)化設(shè)計(jì)交通事故模擬系統(tǒng),模擬出虛擬的通用交通事故場(chǎng)景模塊與危害場(chǎng)景模塊,從而可以確保對(duì)現(xiàn)實(shí)事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行虛擬仿真,還可以對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中那些原本并不存在的事件進(jìn)行仿真虛構(gòu),有助于優(yōu)化交通事故應(yīng)急預(yù)案流程的優(yōu)勢(shì),也可以檢驗(yàn)一個(gè)方案是否可行【4-6】,在模擬的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中驗(yàn)證應(yīng)急預(yù)案,并根據(jù)反饋進(jìn)行優(yōu)化,提升實(shí)際中處理交通事故的效率,在實(shí)際應(yīng)用方面發(fā)揮積極的影響。并且,設(shè)計(jì)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下的交通事故模擬系統(tǒng),必須具備良好的人機(jī)交互界面,能夠提供精確的事故模擬數(shù)據(jù),能夠提升虛擬情景的真實(shí)感,使人猶如身臨其境,使系統(tǒng)設(shè)計(jì)好之后達(dá)到“亦如人意”的效果,滿(mǎn)足系統(tǒng)實(shí)際操作用戶(hù)需求。

        3 模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        3.1總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)交通事故模擬系統(tǒng),系統(tǒng)可分為三層結(jié)構(gòu)。如下圖所示:

        對(duì)于本次設(shè)計(jì)的交通事故模擬系統(tǒng)中,系統(tǒng)中三層結(jié)構(gòu)的內(nèi)容各不相同。

        用戶(hù)層:主要就是用戶(hù)實(shí)際操作應(yīng)用方面的內(nèi)容,要有良好的人機(jī)交互性,可以通過(guò)操作系統(tǒng)、Web瀏覽器 、APP交互,實(shí)現(xiàn)用戶(hù)對(duì)虛擬物體的操作性。

        場(chǎng)景構(gòu)建層:收集相關(guān)的文字、地圖、數(shù)據(jù)、圖片、聲音、視頻、照片等,能夠基于幾何模型以及圖像的建模技術(shù),預(yù)定義出各種不同的虛擬場(chǎng)景模型,構(gòu)建系統(tǒng)內(nèi)部資源配置環(huán)境。

        虛擬世界層:調(diào)用場(chǎng)景模型,依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)和目擊者提供的有效數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行修正,虛擬出交通事故現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景。

        3.2虛擬環(huán)境模型建立

        在交通事故模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),基于交通事故常見(jiàn)場(chǎng)景構(gòu)建三維模型,應(yīng)用紋理貼圖方式,渲染仿真模擬出真實(shí)感高的虛擬現(xiàn)實(shí)立體境像模塊資源,存入系統(tǒng)場(chǎng)景構(gòu)建層,供使用者后期構(gòu)建事故現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景時(shí)直接調(diào)用,為快速還原事故現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景提供有力幫助。

        3.3事故模型建立

        系統(tǒng)開(kāi)發(fā)編程技術(shù)人員利用相關(guān)程序,設(shè)定出關(guān)于交通事故中“碰撞、翻滾、燃燒、爆炸及熱浪氣流”的特技效果,并可應(yīng)用編程函數(shù)VegaAPI控制事故的發(fā)生時(shí)間、碰撞強(qiáng)度、翻滾高度距離、飛出的方向等。

        3.4軟件設(shè)計(jì)

        在交通事故模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)視頻、目擊者匯報(bào)以及監(jiān)測(cè)儀器的數(shù)據(jù),將其轉(zhuǎn)化成虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中交通事故產(chǎn)生的數(shù)據(jù),從而劃分出災(zāi)害的等級(jí),制定出事故處理責(zé)任認(rèn)定方案。系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)流程如下圖所示:

        4 應(yīng)用效益分析

        4.1案例應(yīng)用測(cè)試

        利用以往交通事故案例,就可以應(yīng)用設(shè)計(jì)模擬系統(tǒng),進(jìn)行事故模擬,能夠有效結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)中的動(dòng)態(tài)紋理技術(shù),真實(shí)模式表現(xiàn)出在事故中爆燃、沖擊流、以及碰撞過(guò)程、油箱爆炸過(guò)程,從而可以有效監(jiān)控模擬事故發(fā)生過(guò)程,從模擬系統(tǒng)中找出交通事故發(fā)生的具體原因,快速生成準(zhǔn)確的事故責(zé)任認(rèn)定書(shū),并與已經(jīng)開(kāi)具的事故責(zé)任認(rèn)定書(shū)進(jìn)行比照,從而完善系統(tǒng)之不足,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化。

        4.2效益分析

        實(shí)踐應(yīng)用證實(shí),可以應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),優(yōu)化設(shè)計(jì)出針對(duì)交通事故的模擬系統(tǒng),不僅能夠通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)再現(xiàn)出事故的發(fā)生過(guò)程,也有助于交通監(jiān)管層通過(guò)應(yīng)用這個(gè)系統(tǒng)去查找、分析發(fā)生事故的環(huán)境原因,從而進(jìn)一步優(yōu)化交通設(shè)施設(shè)置。該系統(tǒng)還具有人機(jī)交互方便、效果顯示逼真的優(yōu)點(diǎn)?;谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù),優(yōu)化設(shè)計(jì)交通事故模擬系統(tǒng),可以模擬事故的發(fā)生過(guò)程,為交通事故調(diào)查及責(zé)任認(rèn)定提供參考。同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)對(duì)道路交通樞紐立體化呈現(xiàn), 能夠?yàn)榻煌ò踩O(shè)施設(shè)置、交通路口優(yōu)化提供更加精確的數(shù)據(jù)依據(jù),發(fā)揮巨大的應(yīng)用效益。

        5 結(jié)論

        綜上所述,基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),優(yōu)化設(shè)計(jì)交通事故模擬系統(tǒng),可以縮短對(duì)于事故的處理時(shí)間,可以保證交通事故責(zé)任認(rèn)定更準(zhǔn)確,可以作為交通安全設(shè)施設(shè)置、交通路口優(yōu)化方案提供境像依據(jù),為預(yù)防交通事故發(fā)生、降低事故災(zāi)害產(chǎn)生積極效應(yīng)。

        參考文獻(xiàn):

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        [2] 張怡青.煤礦生產(chǎn)安全培訓(xùn)中計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù),2013(6):206-207.

        [3] 洪玉玲.基于虛擬現(xiàn)實(shí)的煤礦事故仿真和安全培訓(xùn)系統(tǒng)[J].煤礦安全,2013,44(8):96-98.

        [4] 張紅巖.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的煤礦安全培訓(xùn)系統(tǒng)[J].工礦自動(dòng)化,2014,40(2):88-92.

        [5] 孫繼平.煤礦事故特點(diǎn)與煤礦通信、人員定位及監(jiān)視新技術(shù)[J].工礦自動(dòng)化,2015,41(2):1-5.

        [6] 李昊,陳凱,張晞,等.綜采工作面虛擬現(xiàn)實(shí)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].工礦自動(dòng)化,2016(4).

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