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基于AutoCAD城市道路立体交叉虚拟视景快速生成系统的研究

作　者: 胡立伟
导　师: 熊坚
学　校: 昆明理工大学
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 虚拟现实 VB AutoCAD二次开发城市道路立体交叉图形建模平面线形
分类号: U412.352
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

本文在研究虚拟现实技术和计算机图形建模技术相关理论和设计方法的基础上，分析了这些理论和方法与道路交通驾驶模拟系统图形建模系统之间的关系，并总结了驾驶员对以研究道路交通问题为主的驾驶模拟器视景图像的相关要求，以及详细了解了作者所在道路交通驾驶模拟实验室，目前对驾驶模拟器图形建模系统开发情况和数据结构形式，提出了本系统的设计思路及实现方法。由于城市道路立体交叉线形结构复杂，其三维虚拟视景的生成相对比较困难。本文分析了城市道路立体交叉的基本特征，研究了平面线形和竖曲线线形的设计模型，提出了基于AutoCAD的图形建模方法。利用AutoCAD强大的图形功能及可二次开发性，采用统一平面中心线模型与横、纵线形结合的方法，对城市道路立体交叉进行建模并生成模拟台可用数据。本系统利用AutoCAD内嵌VB编辑器对AutoCAD进行二次开发，设计成AutoCAD的内置菜单——城市道路立体交叉图形建模系统。系统拥有良好的人机对话设计，通过AutoCAD界面菜单化管理，其核心是根据界面提示对相关参数进行选择，在AutoCAD窗口建构城市道路立体交叉基本中心线形(主要为直线、圆曲线、缓和曲线组成)，并快速生成输出视景数据，实现自动布置立体交叉道路的交通设施、交通标线、标志等。可以利用道路设计规划有关部门提供的AutoCAD电子底图进行道路虚拟视景设计，并能够进行坐标转换。同时，为了更好进行三维设计还可以对AutoCAD视口进行选择。通过本文所述的研究工作，实现了城市道路立体交叉的图形建模，找到了基于VB的AutoCAD二次开发技术在虚拟现实技术中的应用方法，并从程序上实现了城市道路立体交叉图形建模系统的基础工作，为今后的城市道路图形建模的继续研究打下了较好的基础。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章绪论  9-19
  1.1 引言  9-10
  1.2 虚拟现实技术在道路交通驾驶模拟方面的应用  10-11
  1.3 道路交通驾驶模拟系统的构成及发展  11-12
  1.4 驾驶模拟器的类型及国内外研究现状  12-14
  1.5 本课题的研究内容及研究意义  14-18
    1.5.1 课题的提出  14-16
    1.5.2 本课题的研究内容  16-17
    1.5.3 本课题的研究意义  17-18
  本章小结  18-19
第二章 AutoCAD二次开发相关理论介绍  19-28
  2.1 前言  19-20
  2.2 AutoCAD ActiveX技术的基本特点  20
  2.3 AutoCAD ActiveX Automation开发技术的对象模型介绍  20-24
    2.3.1 Application对象  21
    2.3.2 Document对象  21-23
    2.3.3 Collection对象  23
    2.3.4 图形对象和非图形对象  23-24
    2.3.5 Preference、Plot和 Utility对象  24
  2.4 AutoCAD对象的访问层次  24-25
  2.S AutoCAD对象的引用  25-26
  2.6 AutoCAD对象的释放  26
  2.7 AutoCAD功能强大的数据库  26-27
  2.8 用 VB控制 AutoCAD对象模型进行二次开发  27
  本章小结  27-28
第三章道路立体交叉三维图形建模  28-40
  3.1 概述  28-29
  3.2 道路几何模型综述  29-30
  3.3 道路立体交叉平面线形几何描述及数学模型  30-35
    3.3.1 道路立体交叉平面线形几何描述  30
    3.3.2 基本线形单元数学模型  30-35
  3.4 道路立体交叉平面法线几何描述及数学模型  35-36
  3.5 道路立体交叉纵断面几何描述及数学模型  36-39
  3.6 横断面模型简介  39
  本章小结  39-40
第四章道路立体交叉虚拟视景数据参数化快速生成  40-49
  4.1 引言  40
  4.2 道路交通驾驶模拟系统数据结构简介  40-43
  4.3 参数化生成 CAD图形  43-45
    4.3.1 参数化设计方法的基本原理  43
    4.3.2 参数化 CAD图形设计的实现  43-45
  4.4 道路立体交叉视景数据输出  45-46
  4.5 坐标系的可转换性  46
  4.6 CAD图形与其对应的虚拟视景图  46-48
  本章小结  48-49
第五章系统软件介绍及应用  49-59
  5.1 系统环境要求  49
  5.2 系统的功能介绍  49-55
    5.2.1 系统菜单化设计  49-51
    5.2.2 立交桥线形参数化设计  51-54
    5.2.3 立交桥线形设计参数化数据输出  54-55
  5.3 系统软件的应用实例  55-58
  本章小结  58-59
第六章总结  59-61
  6.1 本课题的研究成果  59-60
  6.2 本课题进一步研究的方向  60-61
致谢  61-63
参考文献  63-67
附录  67-72
  附录A 系统的主要菜单汇总  67-69
  附录B 系统主要对话框汇总  69-72
  附录C AutoCAD对象模型图  72

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