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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

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

      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)計交通事故模擬系統(tǒng)的需求,并能夠重建交通事故現(xiàn)場三維模型,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),同時也可實(shí)現(xiàn)對局部的放大立體觀測, 能夠為分析交通事故尤其是視覺盲區(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)測手段,具有重要開發(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;人機(jī)交互

      中圖分類號:TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號: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,好大家庭都購買了自用車,為九江市交通運(yùn)輸業(yè)帶來了發(fā)展機(jī)遇和重大挑戰(zhàn)。若是發(fā)生重大交通事故,交管部門處理應(yīng)變不及時,事故責(zé)任認(rèn)定不準(zhǔn)確的話,不僅會造成理賠困難,也會影響監(jiān)管機(jī)構(gòu)在市民心中的滿意度,從而影響本市的平穩(wěn)有序發(fā)展。對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)計交通事故模擬系統(tǒng)來處理相關(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,簡稱VR,是由20世紀(jì)美國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)、計算機(jī)圖像技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢,并且能夠通過整合應(yīng)用這些技術(shù),有效模擬創(chuàng)建出一個虛擬的現(xiàn)實(shí)世界,并可以為技術(shù)使用者提供一個在“視覺、聽覺、觸覺、導(dǎo)航”多方面的虛擬世界,使其可以漫游在這個世界中,獲得身臨其境的體驗【2】,感同身受。

      在交通事故模擬系統(tǒng)設(shè)計中,應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),輸入交警現(xiàn)場勘測及目擊者觀測到的部分?jǐn)?shù)據(jù),可以將交通事故現(xiàn)場通過虛擬現(xiàn)實(shí)模擬出來【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

      本文將會應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),優(yōu)化設(shè)計交通事故模擬系統(tǒng),模擬出虛擬的通用交通事故場景模塊與危害場景模塊,從而可以確保對現(xiàn)實(shí)事故現(xiàn)場進(jìn)行虛擬仿真,還可以對現(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,也可以檢驗一個方案是否可行【4-6】,在模擬的實(shí)際應(yīng)用場景中驗證應(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)計好之后達(dá)到“亦如人意”的效果,滿足系統(tǒng)實(shí)際操作用戶需求。

      3 模擬系統(tǒng)設(shè)計

      3.1總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

      在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下,設(shè)計開發(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:

      對于本次設(shè)計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。

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

      場景構(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)用場景模型,依據(jù)現(xiàn)場勘測和目擊者提供的有效數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行修正,虛擬出交通事故現(xiàn)場場景。

      3.2虛擬環(huán)境模型建立

      在交通事故模擬系統(tǒng)設(shè)計中,應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),基于交通事故常見場景構(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)場景構(gòu)建層,供使用者后期構(gòu)建事故現(xiàn)場場景時直接調(diào)用,為快速還原事故現(xiàn)場場景提供有力幫助。

      3.3事故模型建立

      系統(tǒng)開發(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

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

      4 應(yīng)用效益分析

      4.1案例應(yīng)用測試

      利用以往交通事故案例,就可以應(yīng)用設(shè)計模擬系統(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、以及碰撞過程、油箱爆炸過程,從而可以有效監(jiān)控模擬事故發(fā)生過程,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,并與已經(jīng)開具的事故責(zé)任認(rèn)定書進(jìn)行比照,從而完善系統(tǒng)之不足,對系統(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)計出針對交通事故的模擬系統(tǒng),不僅能夠通過虛擬現(xiàn)實(shí)再現(xiàn)出事故的發(fā)生過程,也有助于交通監(jiān)管層通過應(yīng)用這個系統(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)。基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),優(yōu)化設(shè)計交通事故模擬系統(tǒng),可以模擬事故的發(fā)生過程,為交通事故調(diào)查及責(zé)任認(rèn)定提供參考。同時也可實(shí)現(xiàn)對道路交通樞紐立體化呈現(xiàn), 能夠為交通安全設(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)計交通事故模擬系統(tǒng),可以縮短對于事故的處理時間,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):

      [1] 趙國梁,余學(xué)義,滿松,等.基于OpenGL的井下開采虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].煤炭工程,2010(8):114-116

      [2] 張怡青.煤礦生產(chǎn)安全培訓(xùn)中計算機(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[J].工礦自動化,2016(4).

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