1. 研究目的与意义
汽车驾驶模拟器运用虚拟现实技术和计算机技术为驾驶员营造一个逼真的驾驶环境,在提供体验、认识、学习、研究汽车驾驶等多方面服务功能的同时,可以有效地减少驾驶学习、新车型和新车用产品研制的成本,提高人、车在车辆行驶过程中的安全性。汽车模拟器的运动平台是模拟真实驾驶运动感觉的系统,其工作空间的大小是决定运动感觉模拟和汽车模拟器驾驶环境逼真与否的关键。
本论文拟对影响运动平台工作空间的因素进行分析,对工作空间的计算方法和描述方法进行研究,并通过实例计算来验证工作空间计算方法的可行性和准确性。2. 国内外研究现状分析
汽车驾驶模拟器由真实的驾驶舱、实时控制与仿真计算机系统、视景模拟系统、声响模拟系统、运动模拟系统和中央控制台等组成,是一个由人、车、环境组成的闭合系统。该系统运用虚拟现实技术,通过计算机技术产生汽车行驶过程中的虚拟视景、音箱效果和运动感觉,为驾驶员营造一个逼真的驾驶环境,借助于驾驶模拟器,能对汽车驾驶员道路(环境)相互作用关系进行研究,也能用于培训驾驶员。
在国外,早在20世纪70年代,世界各先进国家就已普遍应用汽车驾驶模拟器这一先进的手段来培训学员,并在有关法规上加以认可。据有关资料统计,1982年全日本培训驾驶员240多万人,其中90%都是借用驾驶模拟器来实现培训计划的。美国在上一世纪70年代中期就有500多所汽车驾驶学校配有驾驶模拟器。大部分欧洲国家也规定了汽车驾驶学校要配有汽车训练驾驶模拟器的法规。目前,我国汽车驾驶培训行业采用驾驶模拟器的普及率非常低,培训仍是以师傅带徒弟的方式为主,训练效率比较低,投入较大。
汽车模拟器作为探索汽车驾驶员道路(环境)相互作用关系的重要工具,受到工程领域的极大关注。上一世纪80年代以来,德国,瑞典,日本,美国等大型汽车公司分别建立了开放型汽车模拟器。德国奔驰公司在1985年建成了六自由度的汽车模拟器,代表了当时最高的汽车模拟器技术水平。1989年德国大众汽车公司更新了原有驾驶模拟器计算机系统和视景生成系统,用于新产品的研制。80年代瑞典vdi公司也建成了汽车模拟器,用于瑞典车辆和交通系统的研究。美国gm和福特公司也分别在1989年和1993年研制开发了汽车模拟器,gm公司产品的性能指标更是位于世界领先地位。美国衣阿华车辆中心投巨资来开发汽车模拟器和改进trw公司,作为研究高速公路和交通系统的国家研究基地之一。1991年日本马自达公司建成了跑车型开发型汽车模拟器。1995年日本汽车研究所也建成了有体感模拟系统的模拟器。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
1、学习adams的动力学建模方法和matlab计算软件;
2、结合六自由度stewart运动平台的结构特点,对影响其工作空间的因素进行分析,并建立各因素相应的约束数学模型;
4. 研究创新点
提出一种新的六自由度Stewart平台工作空间描述方法,采用ADAMS软件对工作空间计算方法的可行性和准确性进行验证。
