基于Unity3D的跨平台虚拟驾驶场景仿真方法文献综述

文献综述（或调研报告）：

1 城市微观交通仿真的概念

仿真指对真实事物的模仿，它是指为了求解问题而人为的模拟真实系统的部分或者整个运行过程。由于科学研究与实践对象是兼有方法论和工具意义的系统仿真问题，所以仿真一般也称为系统仿真。

在国外，自仿真学形成后，道路交通系统就是仿真研究的一个重要应用领域，可以说道路交通仿真是与仿真技术是同步发展的，在仿真技术刚刚诞生不久的20世纪60年代，采用计算机数学模型来反映复杂道路交通现象的交通分析仿真技术已经得到初步应用川。而在国，仿真研究与交通系统仿真是不同步的，国内的仿真研究起步较早，但交通工程方面的仿真的起步却是直到20世纪90年代初，这时国内交通工程界才开始意识到道路交通系统微观仿真研究的重要性并予以重视。同济大学、东南大学、北京工业大学、哈尔滨工业大学、交通部公路科学研究所等一批科研院所开始进行探索性的研究并取得了一定的成果。

微观仿真是仿真研究的一个方面，自然也就具有仿真学的基本特点。微观交通仿真是从90年代初的交通流仿真是平面基础上发展起来的，交通流仿真技术所描述的变量主要体现在宏观特性和交通量、交通流到达分布、车速分布、车型组成等方面，通过对三个主要实体道路、车辆、驾驶员的研究来确定道路几何特性、道路负载、交通流密度、通行能力、道路的平纵线形、横断面布置等问题。随着90年代中后期计算机性能的提升，神经网络和虚拟现实技术的迅速发展，微观仿真技术在交通仿真技术中的应用得到了长足的发展，使得微观交通仿真逐步成为现实〔3〕。交通仿真技术研究的重点也从交通流的仿真向微观交通仿真演变，从交通流仿真向单体仿真方向发展。所谓的单体交通仿真依靠开放式函数图形库OpenGl等，以Delaunay网格为基础〔4]，建立交通实体的单体仿真模型，通过虚拟交通模型在虚拟环境中的运动，对不同交通条件下的交通运行状况进行动态研究。

2 虚拟现实在交通领域应用概述

交通运输是关系国计民生和国家战略的重要领域之一，传统数字交通在减少交通拥挤、改善交通安全、充分利用交通资源、改善交通运输条件，提升公众服务质量等方面取得了长足发展。虚拟现实 技术的发展进一步打破人们在地理空间信息表达和 处理等方面的限制，使数字交通以更直观地方式展示，以更高效地方式管理，并以更智能地方式处理。[1]随着计算机软硬件的高速发展，虚拟现实技术也成为新起之秀，但是与之相对的是交通运输行业的发展缓慢，与之形成了矛盾。因此，将虚拟现实融入交通运输行业成了交通焕发第二春的一个重要契机。国际上虚拟现实交通运输应用研究刚刚起步，大多工作还处于交通仿真软件开发与应用、交通工具驾驶模拟器研制、交通数据可视化等方面的散点研究阶段。而国内起步更晚一些，但虚拟现实技术也越来越多地应用到了交通运输的各个行业，特别是在自动驾驶、车辆仿真和汽车模拟驾驶中有较大的技术优势。但是总体而言，国内外缺少对虚拟现实交通运输应用的专门研究和持续跟踪，缺少对虚拟现实技术在交通运输应用现状的系统总结。

当前和今后一段时期内，我国交通运输的首要任务是加快推进综合交通、智慧交通、绿色交通、平安交通这“四个交通”的发展。综合交通是优化以及配置整合现有的交通运输资源，以发挥其最大的效能；而智慧交通的核心是以智能化为牵引提高交通运输的服务效率和服务品质；绿色交通的关键是在交通运输规划、建设、运营、养护等各个环节优化组织消费结构实现集约式发展；平安交通的重点是建立隐患排查治理体系和安全预防控制体系。这“四个交通”相互联系，共同形成了交通运输发展现代化的有机体系，也为在交通运输中融入虚拟现实技术提出了新的机遇与挑战。

3 虚拟现实在模拟驾驶中的应用

虚拟现实技术有四个独特的重要特征，分别是：多感知性(Multi-Sensory)，是指此技术不但具有计算机技术一般应有的视觉感知，还具有听觉、力觉、触觉、运动、以及味觉、嗅觉等感知能力理想的虚拟技术应该具备人所具备的一切感知能力。浸没感(Immersion)，浸没感又称临场感，是指用户完全沉浸在虚拟环境中时所能感受真实环境的程度，理想的虚拟技术能让用户难以分辨出真假环境，和在现实世界中的感觉一样。交互性(Interactive)，在虚拟环境中可以反馈人的自然行为，人与虚拟环境交互可产生与在真实环境中一样的感觉，几乎可以忽略计算机的存在。自主性（Autonomy)，所谓的自主性就是指在虚拟环境中物体遵循一定的物理定律运动的程度如：用户在驾驶模拟汽车时，用脚踩刹车时，会感觉到汽车停止还存有一定的惯性。