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汽车驾驶模拟器

  • 发布日期:2022-03-26
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    汽车驾驶模拟器是一种驾驶训练的教学设备。虚拟现实(VirtualReality,VR)技术是一种计算机仿真技术,通过给用户提供视觉、听觉、触觉等各种直观而自然的实时感知交互手段,方便用户操作,增加用户对现实的认知能力。虚拟现实技术集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理技术等的最新发展成果,广泛应用于军事、航空航天、自动控制、医疗康复、教育娱乐等领域。

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    汽车驾驶模拟器(VehicleDrivingSimulator,VDS)将虚拟现实技术应用于汽车驾驶系统中,通过计算机技术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,产生实车驾驶感觉,从而体验、认识和学习现实世界中的汽车驾驶,既能安全、有效地提高驾驶员技术水平,又能降低各种费用。汽车驾驶模拟器作为交通安全系统的重要组成部分,能够提高驾驶员的安全意识,降低事故发生率,正日益受到国内外交通安全领域的广泛关注。

    工作原理

    模拟器的工作原理为:驾驶员操纵操作部件,使得与操作部件直接相连的传感器发生变化,从而引起电信号的变化。信号采集及处理子系统按照一定的精度定期采集传感器上的电信号,并进行滤波等处理。处理后的信号作为车辆动力学模型子系统的输入,经过车辆动力学模型模拟运算,计算出车辆的当前状态,例如发动机转速、发动机输出扭矩、车速、车辆当前的位置等信息。车辆动力学模型计算出的结果送入显示系统进行图形显示、送入音响系统进行声音模拟以及送入仪表系统进行仪表显示。

    分类

    简易汽车驾驶模拟器。安装了方向盘、离合器、油门、脚刹、手刹、档位、转向灯灯操作部件,但是没有配置电脑,也没有显示器,学员可以利用这种模拟器熟悉档位等部件的操作,是属于最简单的模拟器。

    被动式汽车驾驶模拟器。采用前面介绍的简易型驾驶模拟器,所不同的是在学员前方放置了录像播放装置,例如DVD等。训练的时候,DVD中播放已经录制好了教学录像,并播放操作提示语音,学员根据提示语音进行操作。但是播放的是录像,学员的操作不会对播放影像产生影响,故名被动。

    单屏幕主动式汽车驾驶模拟器。在这种模拟器上,安装了方向盘、离合器、档位等操作部件,操作部件上还安装了传感器,传感器中的数据是通过传感器采集系统进行采集获取,然后输入计算机系统。在模拟器的内部安装有一台计算机,一个屏幕,学员在操作方向盘等部件的时候,屏幕上的图像会实时的跟着变化,并且会对学员的错误操作进行提示,例如换档未踩下离合器。由于用户的操作会对屏幕中显示的图像产生影响,故名主动式,又名互动式。这种模拟器不同厂家的硬件配置都差不多,主要区别在于软件的功能。

    三屏幕主动式汽车驾驶模拟器。这种模拟器是在单屏幕主动式模拟器的基础上增加了2个屏幕,这样就使得显示的视角大于150度,视野更加宽广,沉浸感更强。

    液压伺服体感模拟器。这种模拟器在主动式模拟器的基础上增加了液压伺服装置,可以产生运动体感,能够更加逼真地模拟驾驶的感受。不过这种模拟器造价较高,主要用于研究。这种模拟器的代表是美国爱荷华大学的动感模拟器。


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