[发明专利]一种用于车辆模拟驾驶系统的后视镜仿真方法

权利要求书

1.一种用于车辆模拟驾驶系统的后视镜仿真方法，后视镜图像采用纹理状态，通过实时动态替换纹理实现后视镜效果，具体包括以下步骤：

1)、获取车辆驾驶时的场景坐标，利用车辆动力学模型获得车辆在三维坐标系x,y,z中的坐标，以及车辆运行姿态三维角度α，β，γ，设置仿真步长T；车辆的基本运动可分为直线和转弯：被控车辆能够在程序中进行任何工况下的驾驶，包括前进直行，转向驾驶以及刹车和倒车，通过建立车辆动力学模型来实现；

2)、利用后视镜相对于车身的静止性，得到后视镜相机坐标，其中后视镜相机为可旋转的，便于捕捉车辆后方的场景；设置旋转矩阵，结合车辆位置的坐标和车辆运行姿态三维角度α，β，γ，对后视镜相机进行调整；

3)、将场景读入帧缓存并创建后视镜纹理，结合实际后视镜形状大体为矩形，建立一个矩形初始纹理并将其绑定，绑定前需将其内存值清空，定义初始纹理是真值，并将初始纹理设置为动态，当车辆运动时，将创建的后视镜纹理实时替换；

4)、将新生成的纹理进行截取与转换，将后视镜四个顶点的坐标值进行代数计算得到后视镜纹理大小；为了能让后视镜纹理正确地显示后视镜场景，并符合真实的视觉，人的视觉应该是近者大，远者小，通过设置视锥体并进行投影变换，设置投影变换矩阵，将投影变换矩阵与旋转矩阵左乘便进行了投影变换；

5)、增加后视镜纹理坐标与屏幕坐标之间的转换，保证生成的纹理与实际后视镜场景相吻合，

6)、将纹理坐标映射到后视镜模型上，最后渲染整个场景；为了防止出现车辆突变运动产生的后视镜图像滞留的现象，设置指针函数解决此问题；将指针指向的初始纹理，和实时替换纹理的整个过程封装为一个R函数，通过反复条用该函数实现了循环交替输出后视镜效果的目的。

2.根据权利要求1所述的一种用于车辆模拟驾驶系统的后视镜仿真方法，其特征在于：步骤1)中“被控车辆能够在程序中进行任何工况下的驾驶，包括前进直行，转向驾驶以及刹车和倒车，通过建立车辆动力学模型来实现”是指：

1a)、直线模型采用欧拉法仿真得到车辆的瞬时速度和坐标；假设车辆的加速度在一个仿真步长T内保持不变，则车辆的行驶速度变化离散模型为：

v(t+1)=v(t)+a(t)T=v(t)+Tδ·m[Ft(t)-Fb(t)-Ff(t)-Fi(t)-Fw(t)]]]>

其中，v(t+1)，v(t)为车辆在t+1、t时刻的瞬时速度；T为仿真步长；δ为汽车旋转质量系数；m为汽车装备质量；F_t为汽车驱动力；F_b为汽车加速阻力；F_f为汽车滚动阻力；F_i为汽车坡度阻力；F_w为汽车空气阻力；

根据t时刻车辆坐标和速度的代数计算便可得到t+1时刻车辆的具体坐标；

1b)、车辆发生转弯时，利用转向角θ得到转弯的角度以及车辆所处的具体位置的坐标；假设某时刻汽车行驶速度为v(t)，前轮转角转动δ’角度，则有：

ωrδ′=v(t)/L1+Kv(t)2]]>

K为稳定性因数；L为汽车轴距；ω_r为稳态横摆角速度；

经过时间dt后汽车在初始方向上转过dθ，则汽车转向数学模型为：

dθdt=ωr=v(t)L1+Kv(t)2·δ′]]>

再次整理得：

dθ=v(t)/L1+Kv(t)2·δ′·dt]]>

通过角度θ便可计算出车辆转弯后的坐标。