汽车性能虚拟测试系统的设计与实现

《汽车性能虚拟测试系统的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、汽车性能虚拟测试系统的设计与实现［摘要］采用3D技术构建测试对象模型及测试场景；利用虚拟现实工具Virtools的buildingblocks(BB)脚本语言进行逻辑编程，实现对象物理化、碰撞检测、动态跟踪、测试数据实时处理等系统关键技术；并结合数据库技术使试验数据管理更加方便安全;利用测试平台对东风标致307进行了车辆动力性能仿真测试，测试结果与实际情况相近，初步验证了测试平台的可行性。［关键词］虚拟测试系统；3D技术；数据实时处理中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号:1009-914X(2016)13-0358-021引言虚拟现实仿真技术的迅速发展为可视化提供了新方法，为

2、分析大量的科学实验数据提供了新工具，具有较好的沉浸感和交互性。将它应用在汽车性能实验的研宄中，可以交互地改变车辆参数、行驶路况等试验条件，模拟真实汽车试验，研究分析理论和假设的正确与否［1］。汽车虚拟试验的应用刚刚起步，还不能完全替代传统道路试验，但它具有安全可靠、节省资金、缩短研发周期等优点，引起了大家的重视［2］。目前相关的研宄多数基于ADAMS软件平台，研究方向集中在车辆的平顺性、操纵稳定性等方面［3］，而采用基于虚拟现实技术的汽车性能试验方法进行产品设计和测试的研究较少。本设计将虚拟现实仿真技术应用于汽车性能试验，提出一种基于3D建模方法联合Virtools技术的汽车虚拟测试系统

3、解决方案，阐述了其开发流程，重点对系统设计中关键技术的实现设计了可行的解决方案。采用此试验平台进行东风标致307动力性能仿真试验，场景逼真，可较好的节约成本。2虚拟测试系统的设计流程Virtools是功能最强大的虚拟现实制作软件，交互性强大，采用模块化编程技术，又支持VSL、SDK编程方法，方便灵活，擅于将3D的模型等资源整合，但不方便建立3D模型，需要3D建模技术辅助建立准确的数字模型。SolidWorks等工程建模软件，便于处理大型装配体，除拉伸、切除、3D草图等基本命令外，还支持自顶向下的设计方法，可以按照需要调整零件大小，而装配体仍能满足设计意图。3dsMax等场景渲染软件建立数

4、字模型，灵活自由、数据量小、导出模型方便被Virools等交互软件使用，其突出的的渲染能力，可使场景更具沉浸性。采用三维工程软件SolidWorks建立装配关系较复杂的车辆数字模型，采用场景渲染工具3dsMAX制作并渲染更加逼真的测试场景，在虚拟现实制作工具Virtools中搭建汽车性能测试仿真系统，利用BB脚本编程实现对象物理化方法、碰撞检测技术动态跟踪、测试数据实时处理等关键技术，并利用Virtools设计人机交互测试界面，针对成熟车型东风标致307进行了动力性能虚拟测试。该虚拟测试系统的主要设计流程如图1所示。33D技术建立测试模型及场景测试车辆及场景模型的建立采用工程建模软件与场

5、景渲染工具相结合的方法，充分利用两者的优势，提高开发效率。首先，在SolidWorks中采用自顶向下的设计方法建立整车数字模型（包括车身、动力、传动、行走等系统），用格式转换工具DeepExploration将整车模型转为max格式，导入3dsMax中；然后，采用场景渲染软件3dsMax建立不涉及装配关系的测试场景，并对车辆模型及场景进行材质处理，整体导出为.nmo格式文件，以便在Virtools中应用。在SolidWorks2010中采用自顶向下的设计方法建立整车简化数字模型。首先建立1个新装配体，命名为整车；然后选择菜单中的插入新零件按钮，插入名为前轴的零部件，双击即可进入零件设计模

6、式设计前轴；之后即可以前轴为关联零部件完成其他零部件的设计。需要注意的是数字模型采用Solidworks等三维工程软件建立，无法直接被3dsMax打开，需用模型格式转换软件DeepExploration6.3（版本应尽量高一些）转为max或3ds的格式，方可导入3dsMax中进行后期处理。采用动画建模软件3dsMax2009建立不涉及装配关系的试验场景模型，试验场景参考国内专业汽车试验场。在3dsMax中适当进行模型优化，主要解决大型装配模型数据量过多的问题，主要方法有模型面数优化、在3dsMax中重建模型；然后在3dsMax中进行模型材质处理，主要利用了现有材质库贴图及UV展开等方法；

7、最后将模型及场景存储为Virtools识别的.nmo格式，以便在Virtools中处理。注意在模型导出之前应重置所有模型的轴线，以防在Virtools中出现模型位置变动、比例失调等问题。打开Virtools5.0软件，将从3dsMax中导出的试验场景及汽车模型文件拖动到Virtools场景，即可将场景及模型导入虚拟现实工具中。4汽车性能测试在Virtools中的实现4.1虚拟测试系统的关键技术4.1.1测试对象物理化赋予车辆模型物理