文档介绍：分类号:TP39
10710-2009124039

硕士学位论文

城市微观交通三维仿真的研究及应用
高宇霞

导师姓名职称崔尚森教授
申请学位级别工学硕士学科专业名称计算机应用技术
论文提交日期 2012 年 5 月 23 日论文答辩日期 2012 年 6 月 1 日
学位授予单位长安大学
Study of Microscopic Traffic 3D Simulation
of Urban and Application

A Dissertation Submitted for the Degree of Master

Candidate:Gao Yuxia

Supervisor:Prof. Cui Shangshen

Chang’an University, Xi’an, China
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论文作者签名: 年月日

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果时,署名单位仍然为长安大学。
(保密的论文在解密后应遵守此规定)

论文作者签名: 年月日
导师签名: 年月日
摘要

随着国民经济的持续发展,城市车辆饱有量越来越高,随之而来的交通拥堵问题也
成为影响我们日常工作与生活的重要因素之一,寻找最优的交通解决方案成为人们关注
的焦点。从研究所花费的人力、财力、时间及交通安全性等因素考虑,通过计算机技术
对交通进行仿真研究可达到事半功倍的效果。本文通过对城市交通理论的研究与分析,
运用 OSG 与 PhysX 技术,开发了一个城市微观交通三维仿真系统。该系统使城市交通
仿真更加三维化、可视化、动态化。另外,将视频融合技术与交通三维仿真相结合,采
用一种半自动化对齐的方法更好地达到视频融合的效果。
采用 OSG 与 PhysX 技术实现城市交通三维仿真。采用 OSG 三维渲染引擎,通过其
所特有的场景管理和图形渲染技术,建立完整的三维交通场景,如十字路口、树木、车
辆、信号灯等。为了使交通仿真效果更加真实、物体之间的交互性增强,本文采用了
PhysX 物理引擎技术,为场景及场景中的角色赋予其特有的物理属性,如质量、摩擦力、
弹性系数等。这样,当车辆与其它车辆或物体发生碰撞时,就会产生特有的碰撞效果;
当车辆紧急刹车时,也会产生特有的缓冲现象。本系统还可以根据用户的实际需求,实
现场景漫游,达到交互目的。
将虚拟现实的一个重要分支——视频融合技术应用于城市交通三维仿真中。通过半
自动化对齐的视频融合方法,采用 OpenCV 技术,特征点跟踪与匹配算法,将交通三维
仿真中的车辆模型与交通视频中的真实车辆的运动状态相匹配,使二者在同一个窗口叠
加显示,实现融合效果。该方法与以往的视频融合方法相比,计算复杂度降低,匹配更
准确。
关键词:交通三维仿真,OSG,PhysX,视频融合,OpenCV
I
Abstract

With the development of the national economy, urban vehicle saturation is getting higher
and higher, which affects people's normal life. Finding the optimal transport solutions have
been the focus of attention for people. Considering from the cost of research such as human,
financial, time and security considerations etc, traffic simulation can achieve multiplier effect
puter technology. With the study and analysis of urban transport