基于洗出濾波算法的六自由度汽車駕駛模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā).pdf

1、據(jù)統(tǒng)計(jì)，道路交通事故的發(fā)生有90％以上與駕駛?cè)讼嚓P(guān)，因此，研究駕駛?cè)诵袨?，明確駕駛行為影響因素和機(jī)理，已經(jīng)成為保障道路交通安全，減少交通事故的關(guān)鍵。汽車駕駛模擬器作為駕駛?cè)诵袨檠芯康闹髁鲗?shí)驗(yàn)平臺(tái)，其逼真度和技術(shù)含量對(duì)駕駛行為實(shí)驗(yàn)的有效性有著重要影響，先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備是駕駛行為研究的基礎(chǔ)保障。因此，本文依據(jù)汽車駕駛模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)功能需求，基于人機(jī)工程原理搭建了六自由度汽車駕駛模擬器，選取Stewart平臺(tái)作為汽車駕駛模擬器的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)提供六個(gè)自

2、由度的運(yùn)動(dòng)，針對(duì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行了控制算法開發(fā)及特殊場(chǎng)景測(cè)試，并創(chuàng)新性地將人體感知引入到算法參數(shù)優(yōu)化中，完成了駕駛模擬器設(shè)計(jì)、開發(fā)、優(yōu)化的閉環(huán)過程。
　　汽車駕駛模擬器主要由視景聲音模擬系統(tǒng)、駕駛操作系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)構(gòu)成。為營造出逼真的駕駛環(huán)境，本文首先結(jié)合人體視覺和觸覺感知特征設(shè)計(jì)了視景聲音系統(tǒng)和駕駛操作系統(tǒng)，并結(jié)合駕駛?cè)藢?shí)際體驗(yàn)進(jìn)行了進(jìn)一步改造。最后，通過仿真模擬對(duì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)及硬件選型進(jìn)行了確定，完成了駕駛模擬器的硬件搭建。<

3、br>　　駕駛模擬器的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)需要配合視景系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)感模擬，而其工作空間的限制決定了駕駛模擬器不可能完全復(fù)現(xiàn)實(shí)際駕駛場(chǎng)景，需要一定的控制算法以保證運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在有限的空間內(nèi)復(fù)現(xiàn)出最多的運(yùn)動(dòng)。本文選取經(jīng)典洗出濾波算法作為運(yùn)動(dòng)平臺(tái)主要控制算法，對(duì)應(yīng)駕駛模擬器虛擬場(chǎng)景對(duì)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模式及算法結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行了確定，并設(shè)計(jì)了高頻振動(dòng)和平動(dòng)算法來模擬顛簸、碰撞運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景，提高了模擬器逼真度。在Simulink環(huán)境下對(duì)控制算法進(jìn)行了編程實(shí)現(xiàn)，Simulink程序

4、模塊可以將接收到的虛擬場(chǎng)景計(jì)算機(jī)的運(yùn)動(dòng)信息，經(jīng)過算法運(yùn)算得出平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)指令，并將其發(fā)送給平臺(tái)執(zhí)行，初步完成了汽車駕駛模擬器的整體搭建。
　　運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的控制算法參數(shù)決定了運(yùn)動(dòng)模擬的逼真度，而人是評(píng)價(jià)逼真度的唯一主體，因此，本文將駕駛?cè)思{入運(yùn)動(dòng)平臺(tái)算法開發(fā)過程以優(yōu)化運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)。首先本文基于人體感知理論，引入人體感知閾值作為算法限制因素，對(duì)控制算法進(jìn)行進(jìn)一步求解。隨后，招募駕駛?cè)诉M(jìn)行平臺(tái)模擬實(shí)驗(yàn)，通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)洗出算法和碰撞、顛簸