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汽車駕駛模擬器

  • 發布日期:2022-03-26
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    汽車駕駛模擬器是一種駕駛訓練的教學設備。虛擬現實(VirtualReality,VR)技術是一種計算機仿真技術,通過給用戶提供視覺、聽覺、觸覺等各種直觀而自然的實時感知交互手段,方便用戶操作,增加用戶對現實的認知能力。虛擬現實技術集成了計算機圖形技術、計算機仿真技術、人工智能、傳感技術、顯示技術、網絡并行處理技術等的最新發展成果,廣泛應用于軍事、航空航天、自動控制、醫療康復、教育娛樂等領域。

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    汽車駕駛模擬器(VehicleDrivingSimulator,VDS)將虛擬現實技術應用于汽車駕駛系統中,通過計算機技術產生汽車行駛過程中的虛擬視景、音響效果和運動仿真,使駕駛員沉浸到虛擬駕駛環境中,產生實車駕駛感覺,從而體驗、認識和學習現實世界中的汽車駕駛,既能安全、有效地提高駕駛員技術水平,又能降低各種費用。汽車駕駛模擬器作為交通安全系統的重要組成部分,能夠提高駕駛員的安全意識,降低事故發生率,正日益受到國內外交通安全領域的廣泛關注。

    工作原理

    模擬器的工作原理為:駕駛員操縱操作部件,使得與操作部件直接相連的傳感器發生變化,從而引起電信號的變化。信號采集及處理子系統按照一定的精度定期采集傳感器上的電信號,并進行濾波等處理。處理后的信號作為車輛動力學模型子系統的輸入,經過車輛動力學模型模擬運算,計算出車輛的當前狀態,例如發動機轉速、發動機輸出扭矩、車速、車輛當前的位置等信息。車輛動力學模型計算出的結果送入顯示系統進行圖形顯示、送入音響系統進行聲音模擬以及送入儀表系統進行儀表顯示。

    分類

    簡易汽車駕駛模擬器。安裝了方向盤、離合器、油門、腳剎、手剎、檔位、轉向燈燈操作部件,但是沒有配置電腦,也沒有顯示器,學員可以利用這種模擬器熟悉檔位等部件的操作,是屬于最簡單的模擬器。

    被動式汽車駕駛模擬器。采用前面介紹的簡易型駕駛模擬器,所不同的是在學員前方放置了錄像播放裝置,例如DVD等。訓練的時候,DVD中播放已經錄制好了教學錄像,并播放操作提示語音,學員根據提示語音進行操作。但是播放的是錄像,學員的操作不會對播放影像產生影響,故名被動。

    單屏幕主動式汽車駕駛模擬器。在這種模擬器上,安裝了方向盤、離合器、檔位等操作部件,操作部件上還安裝了傳感器,傳感器中的數據是通過傳感器采集系統進行采集獲取,然后輸入計算機系統。在模擬器的內部安裝有一臺計算機,一個屏幕,學員在操作方向盤等部件的時候,屏幕上的圖像會實時的跟著變化,并且會對學員的錯誤操作進行提示,例如換檔未踩下離合器。由于用戶的操作會對屏幕中顯示的圖像產生影響,故名主動式,又名互動式。這種模擬器不同廠家的硬件配置都差不多,主要區別在于軟件的功能。

    三屏幕主動式汽車駕駛模擬器。這種模擬器是在單屏幕主動式模擬器的基礎上增加了2個屏幕,這樣就使得顯示的視角大于150度,視野更加寬廣,沉浸感更強。

    液壓伺服體感模擬器。這種模擬器在主動式模擬器的基礎上增加了液壓伺服裝置,可以產生運動體感,能夠更加逼真地模擬駕駛的感受。不過這種模擬器造價較高,主要用于研究。這種模擬器的代表是美國愛荷華大學的動感模擬器。


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