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汽车驾驶模拟技术:更容易学车

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目前,世界很多发达国家已将汽车驾驶模拟器普遍用于汽车研发、驾驶培训和教育研究。美国等西方国家高度发达的汽车产业,促进了智能模拟产业的发展,仅美国专业从事智能模拟产业的L3公司,在2010年的产值就达到了189亿美元。

 目前,世界很多发达国家已将驾驶模拟器普遍用于汽车研发、驾驶培训和教育研究。美国等西方国家高度发达的汽车产业,促进了智能模拟产业的发展,仅美国专业从事智能模拟产业的L3公司,在2010年的产值就达到了189亿美元。

  我国智能模拟技术主要应用于高校,汽车驾驶模拟器在我国军队系统、公安系统、科研院所、交通系统、教育系统的运用也日渐深入和广泛,例如军事与航天领域的模拟训练,利用虚拟现实技术模拟零重力环境用来代替现在非标准的水下训练宇航员的方法等。公安部目前正在考虑在新驾驶员考试过程中引入模拟器作为必考内容。

驾驶模拟器积极推进驾驶技能考核

  近来频发的交通事故表明,我国交通安全形势不容乐观,交通安全压力巨大,需要采取综合措施来缓解交通安全压力,改善交通安全状况。那么,怎样降低交通事故数量?

  公路交通呈现出车辆高速化、车流密集化、驾驶员非职业化的特点,要求人们利用先进的技术手段对驾驶员进行培训,同时要求人们对“汽车—驾驶员—道路环境”闭环系统进行全面地研究,设计生产安全、舒适、易操作的汽车。

  因此,汽车驾驶模拟器的研究具有理论和实用的意义。由于它为人们实现了安全、可靠的情景式仿真操练平台,其研究开发的诱人前景愈加令人心驰神往。

  北京宣爱智能模拟技术有限公司总裁秦策认为,改善我国交通安全状况可以从人、车、环境和技能等四个方面考虑:一,加强道路交通安全教育、增强公民的安全意识;二,提高汽车的安全性;三,提高道路安全性,改善道路交通环境;四,健全驾驶技能水平考核制度。建立和完善驾驶员驾驶技能考核制度,是当前亟待解决的问题。在这方面,驾驶模拟器能够起到积极的推进和促进作用。作为非常有效的研究工具,驾驶模拟器可以系统地研究驾驶行为和驾驶中出现的问题,以便在教育培训中有效避免类似事故的发生。

  同时,驾驶模拟器也完全可以作为驾驶技能考核工具,应用于培训及相关技能的考核。

  驾驶模拟技术培训是大势所趋

  20世纪以来,虚拟现实技术的提出和发展为汽车驾驶模拟器的研究和开发提供了新的手段。驾驶模拟器也继由最初运用于航空驾驶训练之后,被迅速应用到汽车训练中。

  目前发达国家已普遍运用汽车驾驶模拟器作为培训工具。日本政府在1970年以正式法律规定,汽车驾驶培训学校必须装备汽车驾驶模拟器;美国在20世纪70年代中期就有500多所汽车驾驶学校装备了汽车驾驶模拟训练器。

  国家道路交通安全科技行动计划总体专家组组长、同济大学党委副书记方守恩教授在接受记者采访时表示:“在国内,人们早已明确意识到,应用模拟加实车的组训模式取代全部实车的组训模式,是汽车驾驶教学改革的必然趋势。自20世纪80年代初首批制式的模拟设备投入汽车驾驶教学以来,在全国范围内,社会不断宣传推广,政策持续。”

  自2004年以来,国家相关管理部门相继出台了各项政策。在交通部《机动车驾驶培训机构资格条件》中提出驾培机构在开办时配备驾驶模拟器作为可选配置之一。国内一些省市也相继出台政策,有的已经把配备驾驶模拟器作为开业的必备条件。此外,自2004年开始,教育部已开始启动高中阶段课程改革,到目前为止全国已有20多个省市进入课改实验阶段,汽车驾驶模拟器已经列入部分学校选修课程。

  传统汽车驾驶模式技术滞后

  同造价昂贵、仿真性能全面的科研型驾驶模拟器相比,目前我国汽车驾驶训练模拟器主要面向安全教育和驾驶训练。

  试验结果表明,运用“智能模拟加实车”组训模式进行汽车驾驶教学,可使实车训练效率提高3—5倍,在确保达到同等的训练效果的前提下,可比现行的训练时间减少30%的实车训练。并且,随着视景技术的成熟和硬件成本的降低,汽车驾驶模拟器能在成本较低的微机平台上实现原来只有在专业图形工作站上才能实现的虚拟现实技术。为此,面向交通安全的驾驶模拟器将迎来很好的发展机遇。

  研究结果表明,汽车驾驶行为具有复杂性、模糊性、自学习性、相关性等多种特征。在进行汽车驾驶教学时,需要特别注重培养学员的系统性和预见性的思维习惯。可见,汽车驾驶技能是不可以量化的,也并非通过简单的培训就可以获得。

  然而,传统的汽车驾驶培训模式大都以教学实践经验为基础,是在总结和概括的过程中形成的,都属于归纳式的培训模式。在这种培训模式中,经验和感性的成分较多,以支离破碎的知识为主。事实上,传统教学知识结构的线性化,限制了多层次、多角度地获得知识信息,没有构成系统化和概括化的教学体系,教学运用的局限性较大。

  因此,秦策强调,通过新型高智能的驾驶模拟器教学方法研究,我们可以探索一条崭新的、能被各个驾培机构认可的驾驶培训教学模式,增加科技培训含量,改善教学环境,提高培训质量,降低教学成本,减少废气排放,并向全社会推广。

  秦策介绍说,目前,国内的高端科研型驾驶模拟器已初具规模,与国外的驾驶模拟器性能比较接近。在国内,一些公司开发了汽车驾驶训练模拟器。但与国际先进水平相比,有较大差距。

  模拟是未来驾驶培训核心

  方守恩告诉记者:“用于教育培训的普通驾驶模拟器在我国将有较好的发展前景,它的广泛使用将有效帮助驾驶员在实际危险状况下做出正确反映和采取正确措施,大幅度减少和避免交通事故的发生,缓解并改善交通安全的压力和状况。在欧洲,有法律规定,运营驾驶员每年必须在模拟器上驾驶7小时,以训练应对突发交通状况的技能,保证交通安全。我国也应该采取类似的措施来推动驾驶模拟器的广泛应用。”

  他强调,我国不仅要加强交通安全教育,而且要加强交通安全基础研究,特别是人的交通行为的研究。一些法律条文、车辆的设计都应符合我国交通参与者的交通行为特征,才能起到原来设想的效果。驾驶模拟器是人对交通行为研究的主要手段之一,应加快驾驶模拟器在教育、科研和道路设计等领域的应用。

  为加快产业化进程,国内企业正在积极行动,如宣爱智能正在致力成为中国智能模拟技术应用领域中最具市场号召力和持续增长性的整体解决方案专业提供商。方守恩表示,随着中国经济的不断发展,节能减排、环境保护以及实现可持续越来越受到国家及全国人民的重视。社会文明进程的加速,强大的市场需求,有力的政策支持,宣告汽车驾驶模拟器行业发展前景广阔。

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  驾驶模拟器发展大事记

  在国外,汽车驾驶模拟器的研究开发较早。汽车驾驶模拟器作为培训工具在发达国家早已普遍运用。日本政府在1970年就以正式法律规定,汽车驾驶学校必须装备汽车驾驶模拟器美国在上一世纪70年代中期就有500多所汽车驾驶学校装备了汽车驾驶模拟训练器。大多数欧洲国家也相继制定了使用汽车驾驶训练模拟器的法规。

  开发型驾驶模拟器现已成为研究汽车性能、探索人—车—路系统相互关系的主要工具,受到了汽车工程领域内的极大关注。上一世纪80年代以来,德国、瑞典、日本、美国的各大汽车厂家都分别建立了开发型汽车驾驶模拟器。

  德国奔驰公司于1985年建成的6自由度汽车驾驶模拟器。其性能代表当时汽车驾驶模拟器技术的最高水平。

  1989年,德国大众汽车公司则更新了原有驾驶模拟器的计算机系统和视景生成系统,并用于新产品的研制中。

  在80年代,瑞典VDI公司也投资建成了汽车驾驶模拟器,用于瑞典车辆和交通系统的研究与开发。

  美国GM汽车公司1989年开始研制开发型模拟器。至今为止已经开发出第二代产品。其性能指标居世界领先水平。

  1993年美国FORD汽车公司也开始研制自己的开发型驾驶模拟器。

  美国依阿华车辆中心于1993年就启用1300万美元来开发汽车驾驶模拟系统。1996年又增加投资3000万美元由TRW公司进行改进。作为研究高速公路及车辆系统的国家研究基地的一部分,被称之为国家先进汽车驾驶模拟器NDAS.


 

  1993年美国交通部DOT招标建立美国的大型驾驶模拟器IOWA大学中标,现正在执行中。

  1991年日本马自达公司兴建了跑车型开发型驾驶模拟器。

  1995年日本汽车研究所JARI也建成了带有体感模拟系统的驾驶模拟器。


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