1. 研究目的与意义
汽车模拟驾驶系统是一种能够模拟出汽车实际行驶状态和道路环境的系统,可用于汽车的科研、驾驶员的培训、驾驶技能的考核等。
汽车模拟器模拟的核心技术之一是汽车动力学建模与仿真,建模的准确性直接影响到最终模拟器仿真的真实度。
最终能给用户一个更加真实的驾驶仿真和体验。
2. 国内外研究现状分析
在国外,此项技术开展较早,起初最为广泛的是对于驾驶员进行驾驶教学及训练。美国20世纪70年代中期就有500多所汽车驾驶学校装备了训练型汽车驾驶模拟器,随后,大多数欧洲国家相继制定了使用汽车驾驶模拟器用于培训驾驶员的法规[1]。在20世纪80年代,VTI公司也投资建成了汽车驾驶模拟器,用于瑞典的人-车-路之间的研究、道路和隧道的设计、车辆的操控、人机界面的测试、酒精和毒品对驾驶者的影响、包括残疾驾驶员在内的驾驶行为研究。现在最新的第四代驾驶模拟器具有先进的运动系统,拥有210前向视景,并且允许在X轴和Y轴方向进行显著线性运动,卡车驾驶舱和汽车乘客驾驶舱两者之间可以进行快速切换[2]。1991年,马自达公司的驾驶模拟器采用了高级的硬件平台,包括高性能的仿真计算机系统和高性能的图形处理硬件系统,起车辆动力学模型非常完善,运动系统可模拟6自由度姿态,生成的视景叶非常复杂逼真[3]。1993年,在大洋彼岸的USA Iowa大学将1300万美元投入汽车驾驶动态模拟系统的研发,三年后再次追加3000万美元,用于制造国家高级汽车及时模拟平台[4]。2006年,;利兹大学投入 名为UoLDS的驾驶模拟器,该驾驶模拟器具有8个自由度,250视景屏幕,8通道的视觉信道以60Hz频率更新,内置5个眼睛跟踪仪。主要用于研究驾驶分心、交通安全与人为因素、车辆设计、道路设计、残疾驾驶员以及车辆的自动操作[5]。2010年,奔驰汽车公司在辛德尔芬根开启了业界最先进的Moving-base模拟环境,该设备由360度环景围绕、电供系统、踪向移动轨道等组成,可仿真高速动态驾驶行为,例如变换车道、不平整道路行驶等,搜集和研究驾驶员车车辆在行驶过程中的现象、关联和数据[6]。
在国内,最早的汽车模拟器,是产自捷克的点光源平板投影模拟器,它是通过投影仪将模型投影在屏幕上,而道路则是事先绘制在屏幕上的平面图像[7]。知道上世纪70年代,国内第一框自行研发的转盘机电式点光源汽车动态模拟器诞生问世[8]。短短十年时间,汽车模拟驾驶技术迅速发展,一批军事院校和企业积极探索,制造出第一代非互动式简易产品[9]。吉林大学于1996年建成我国首台汽车性能模拟器,拥有6个自由度,包括实时计算机系统、实时计算机成像系统、数据采集系统、触感模拟系统。电液伺服控制及油源,液压作动器、模拟器、中央控制台、投影仪、图像开发系统。可用于车辆主动安全性能设计、车用控制系统的开发、道路安全性能的验证和交通法规和理性的检验[10]。同济大学的高仿真驾驶模拟器拥有8自由度电动运动系统,驾驶舱为球穹顶封闭刚性结构,仿真轿车车型为Renault MeganeIII,去除发动机、保留轮胎,加载其他设备,后视镜由3块LCD屏幕组成。投影系统有5个投影仪内置于驾驶舱,刷新率为60帧/s,球形屏幕的水平视角为250。控制软件为法国OKTAL公司开发的商业软件SCANeR[11]。2009年,公安部交通管理科学研究所实现了基于实车驱动的五通道视景画面的无缝拼接,采用多声道仿真系统对本车及交通环境的各类声音进行仿真[12]。目前,国内汽车驾驶模拟系统虽然取得了一些进步,但与国外老牌工业科技强国相比,仍处在落后地位,主要表现在 :生产成本低,投入资金不够,加上先天软硬件技术较差,不能实现良好、逼真的三维虚拟技术环境,沉浸感、真实感不够[6]。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
1.学习汽车理论,汽车试验学理论知识;
2.学习unity3d和c#的基本操作以及使用;
4. 研究创新点
通过虚拟驾驶系统来给用户逼真的驾驶过程和真实的操作体验,达到试验目的。
