设计用于车辆开发研究的驾驶模拟系统

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1、设计用于车辆开发研究的驾驶模拟系统周奇智（长安大学汽车学院，陕西西安）摘要：开发车辆驾驶模拟器是基于分布式虚拟现实技术的驾驶模拟器的研究，主要通过虚拟现实环境和计算机控制技术，将汽车模型导入到虚拟环境中。根据用户的输入控制命令，对汽车模型进行运动学、动力学分析及汽车虚拟试验系统的设计。利用在虚拟场景中“虚拟再现汽车试验过程”的数据来分析，用户通过各种传感器感受并体验该车的性能，得出性能的评价。根据评价进行修改模型参数，该过程可不断重复，进行汽车参数的修改，直至汽车获得最佳效果。关键词：虚拟现实技术虚拟环境驾驶模拟器模型仿真TheDesignofUsi

2、ngforResearchandDevelopmentofVehicleDrivingSimulationSystemAbstract:Thedevelopmentofvehicledrivingsimulatorstudiesbasedondistributingvirtualrealitydrivingsimulator,mainlythroughvirtualrealityenvironmentandcomputercontroltechnology.Makethevehiclemodelgotovirtualenvironment.Accor

3、dingtoinputcontrolcommandsoftheuserstodesignmodelofcaraboutvehiclekinematics、dynamicsanalysigsandvirtualtestsystem.Itisuseforvirtualsceneabouta"processingofvirtualcarstest”toanalysedataes.Theusersfeelingcarperformancethroughavarietyofsensors,finallymakedecision.Accordingtoevalu

4、ateandmodifymodelparameters,thevehicleparametersweremodifiedsoastoadjusttochangesrepeatedevengettothebest.Keywords:Virtualrealitytechnology;Virtualenvironment;Drivingsimulator;Modelsimulation引言用虚拟现实技术开发法驾驶模拟器（DrivingSimulator）是一种能正确模拟汽车驾驶动作，获得实车驾驶感觉的仿真设备，用真实驾驶员进行仿真驾驶，以视、听、触觉等作用

5、于用户，使之产生身临其境的沉浸、交互感，人—车—环境融为一体，可直接感受汽车的振动、倾斜、噪声等效果，无危险和损坏进行碰撞、翻倾等极限试验,改进了抽象的数值曲线仿真，突破了难以用数学模型来表达的错综复杂的驾驶员感受与反应等问题,在设计的早期及时发现潜在的问题，进行调整修正、实现优化，具有节省资金、可重复性、无风险性等优点，有利于汽车设计及实验方法的及时改进，具有重大的社会效益和经济效益。在国内，驾驶模拟器经历了一个引进国际产品到自主研发的一个漫长发展过程，虽然一些公司开发了驾驶模拟器，但与国外产品相比有很大的差距。目前，国内研制的高校有吉林大学，北京

6、航天航空大学、国防科技大学，中国航空精密研究所、东南大学、昆明理工大学等高校。尽管北京航空航天大学研制的MCGI—9410T计算机成像系统、航空精密机械研究所研制的QM—CGI汽车驾驶训练模拟系统较为有代表性，吉林大学建设的具有六自由度运动系统的开发型车辆驾驶模拟器其规模和性能居世界先进水平但是总的说来还存在开发技术含量低[1]。本文研究的驾驶模拟器用模拟驾驶的效果，建立实现汽车模拟驾驶的汽车动力学模型和操作稳定性试验、控制和碰撞分析等功能，能全面反映模拟汽车的运动姿态等特性。可在可在设计阶段对轿车的总体性能匹配和车身系统布置设计等进行直观、全面的仿

7、真分析、评价和改进。1、汽车动力学的研究汽车在行驶过程中,不仅受发动机驱动力影响,还要克服各种阻力等，而汽车的动力性又是汽车各种性能中最基本、最重要的一种性能，要建立汽车模拟驾驶系统的动力学模型需应用计算机对汽车的动力学性能进行模拟仿真，最关键的问题就在于计算是否与实际情况相符合。通过数学公式所以建立适当的、符合实际的模型，对于精确描述汽车动力系统的运动状态，提高仿真模拟精度是非常重要的。以下是对汽车在不同情况下的受力分析。　　汽车在起动时,受到水平方向发动机的驱动力F1,静摩擦力Ff,空气阻力(小)Fw,坡度阻力Fi(上坡时为阻力,下坡时则转化

8、为动力,坡度为零时此力为零,下同)，加速阻力Fj。　　汽车在运行过程中受到发动机的驱动力Ft，滚动阻力Ff