文档介绍：第4章汽车驾驶仿真器
. 汽车驾驶仿真器的关键技术
. 汽车驾驶仿真器的开发与发展趋势
驾驶仿真系统是基于VR技术的一个新的研究热点。虚
拟现实技术应用于汽车驾驶仿真系统中,就是通过计算机产
生汽车行驶过程中的虚拟视景、音响效果和运动仿真,使驾
驶员沉浸到虚拟驾驶环境中,并有实车驾驶的感觉,驾驶员
根据虚拟驾驶环境提供的视觉、听觉、触觉感受,构想其驾
驶动作,操纵模拟驾驶舱中的操纵机构,计算机根据驾驶员
的操作状态,实时地改变汽车在虚拟环境中的状态,其过程
的不断循环,构成驾驶员—虚拟驾驶环境之间的交互作用,
实现了汽车的虚拟驾驶,从而体验、认识和学****现实世界中
的汽车驾驶。
第4章汽车驾驶仿真器
汽车驾驶仿真系统具有驾驶模拟效果逼真、节
能、安全、经济,不受时间、气候、场地的限制,
驾驶训练效率高、培训周期短等优势,在新车型开
发和驾驶培训方面应用十分广泛。VIRTOOLS作为
虚拟现实技术的开发工具之一,以其友好的图形开
发界面和强大的三维引擎功能,越来越受到人们的
信赖,是研究与实现汽车驾驶仿真系统的理想工具。
第4章汽车驾驶仿真器
国内外研究动态
从20世纪80年代以来,国外的各大汽车集团和汽车技术研
究机构就开始投入大量的人力、物力甚至应用国防及空间领
域的高精技术来开发各类驾驶仿真系统。
1985年,德国戴姆勒—奔驰公司在柏林研制成功了六自由
度开发型驾驶模拟器,该系统已成功地用于系列化高速轿车
的产品开发中,其性能代表着当时汽车驾驶仿真技术的最高
水平。与此同时,瑞典的VDI公司也建成了规模较小的汽车
驾驶模拟器,用于瑞典车辆和交通系统的研究与开发。
第4章汽车驾驶仿真器
国内外研究动态
1989年,德国大众汽车公司改建了其原有的驾驶模拟器,更新了计算机运算系统和视景生成系统,并用于新产品的研制中。
1991年,日本马自达汽车公司兴建了跑车开发型汽车驾驶模拟器。
1993年,美国依阿华车辆中心启用1300万美元来开发汽车驾驶模拟系统。
1995年,日本汽车研究所(JARI)也建成了带有立体感模拟系统的驾驶模拟器。
目前,德国、瑞典、日本、美国的各大汽车厂家和研究室都相应更新了自己的开发型汽车驾驶仿真系统,不断完善车辆的动力学模型,运动系统都可以模拟六个自由度的运动情况,视景系统采用计算机成像系统(CGI),可以提供逼真的车辆环境。
第4章汽车驾驶仿真器
国内研究现状
我国在驾驶仿真系统方面的研究起步较晚,经历了一个从引进国外产品到自行研制的较漫长的发展过程。开始是引进捷克的点光源平板投影式仿真器,道路盘上的道路是用笔描绘而成的平面景象,无坡道;接着引进了美国的放电影、被动式汽车仿真器,一个控制台控制20个座舱。
20世纪70年代,中国已经有自己研制的点光源、转盘机电式汽车模拟器[14]了。
90年代,随着计算机技术和图形、图像技术的发展,汽车驾驶仿真系统走进国内,多所知名大学都在这方面作了大量贡献。
第4章汽车驾驶仿真器
国内研究现状
装甲兵工程学院开发的MUL-QJM汽车驾驶模拟器采用了实时车辆动力学、运动学仿真模型和实时CGI技术,不仅可以完成汽车驾驶培训,还可以进行车辆安全性、人机工程、道路工程等的研究。
南京大学软件新技术国家重点实验室应用三维场景人工智能技术,采用通用的软硬件平台,开发出了主动式三维汽车驾驶训练模拟器[15]。
昆明理工大学交通综合模拟实验室也于1999年开发出了基于网络的WM汽车驾驶模拟器,除了其先进的车辆模型、逼真的视景系统外,它的联网功能可允许多台驾驶模拟器同时操作,并具有可选择的对车辆的监视功能。
第4章汽车驾驶仿真器
国内研究现状
北京航空航天大学研制的MCGI-9410T计算机成像系统、航空精密机械研究所研制的QM—CGI汽车驾驶训练模拟系统也相当有代表性。
2004年2月中旬,由北京科技大学信息学院研制的VR-4驾驶模拟器的问世首先重点解决了“学员驾车的人造环境问题”。这种VR-4型驾驶模拟器可以让学****者在视觉感受,操纵感受和运动感受三方面都能找到真实驾驶的感觉。这项技术已通过了专家鉴定,并取得了国家专利。
吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室建设完成的开发型ADSL[16,17]驾驶模拟器,按其建设规模和性能设计指标,现居世界第二位。该ADSL驾驶模拟器具有:真实的人—车操作界面、重复可控的试验场景、可任意嵌入实物试验、高速的仿真运算能力、无风险的极限场景试验等功能。
哈尔滨工程大学虚拟现实与医学图像处理实验室于2007年开发了汽车驾驶模拟器,用于驾驶学校倒桩测试于练****时使用。该模拟器采