基于汽車動力學(xué)的虛擬駕駛模擬仿真.pdf

1、汽車是人機協(xié)同控制的復(fù)雜系統(tǒng),要保障汽車的安全運行,駕駛員必須時刻結(jié)合道路的變化情況,對汽車進行人機協(xié)同控制。因此,汽車仿真必須從人-車-路系統(tǒng)層面進行研究。而汽車駕駛模擬器是實現(xiàn)汽車人機交互式仿真的最有效工具之一。目前,國內(nèi)外汽車生產(chǎn)廠商及研究院校都對駕駛模擬仿真技術(shù)展開廣泛研究。
　　駕駛模擬仿真最主要的特點就是沉浸性和交互性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)結(jié)合了實時三維計算機圖形技術(shù)、立體顯示技術(shù)、觀察者頭部、手部跟蹤技術(shù)、觸覺反饋以及聲響系

2、統(tǒng)技術(shù)等。為使用者提供了視覺、聽覺、觸覺等等多層面信息,讓使用者產(chǎn)生身臨其境的感覺。被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、娛樂、軍事、工業(yè)虛擬設(shè)計、建筑設(shè)計等領(lǐng)域。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)在駕駛模擬研究中的應(yīng)用,也使得仿真過程沉浸感、交互性更強。
　　針對汽車駕駛的人機交互特性,本文基于汽車動力學(xué)以及NI實時仿真平臺搭建了研究型駕駛模擬器。并應(yīng)用此系統(tǒng),對一種混合動力汽車進行數(shù)學(xué)建模及燃油經(jīng)濟性分析。主要完成以下工作:
　?、俑鶕?jù)駕駛模擬仿真國內(nèi)外研究現(xiàn)

3、狀及已具備的試驗條件,確定了系統(tǒng)設(shè)計方案和性能要求,對關(guān)鍵技術(shù)進行了分析,選取了駕駛模擬仿真系統(tǒng)開發(fā)工具,對系統(tǒng)工作原理進行了闡述。
　?、谕ㄟ^游戲引擎及三維建模軟件建立了駕駛模擬仿真系統(tǒng)的視景軟件,引入頭戴式眼鏡顯示器Oculus Rift觀察視景,實現(xiàn)虛擬場景的平面顯示器和頭戴式眼鏡顯示器兩種觀察方式。
　?、鄯治?NI實時測控系統(tǒng)的總體架構(gòu),各子系統(tǒng)軟硬件組成及功能。通過 NI實時系統(tǒng)和駕駛模擬輸入設(shè)備搭建了駕駛模擬仿

4、真系統(tǒng),包括NI PXIe8108實時控制器、PXI7842R數(shù)據(jù)采集卡、北通BETOP C432Plus游戲輸入設(shè)備。保證了仿真過程的實時性。
　　④用NI LabVIEW編程語言編制建立了車輛動力學(xué)模型,并通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)使仿真過程與視景系統(tǒng)相結(jié)合,實現(xiàn)仿真過程與三維動畫實時視景系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。
　?、菹到y(tǒng)集成,選取虛擬試驗場一段道路進行測試,得到仿真數(shù)據(jù),并對比普通顯示器和頭盔顯示器試驗效果。
　　通過以上研究工作