虚拟设计之汽车驾驶模拟器1

虚拟设计之汽车驾驶模拟器车辆驾驶模拟器定义和特点•车辆驾驶模拟器定义:–在试验室中使用的由电子计算机控制的,用于研究,测试,分析和重现车辆与驾驶员和车辆与外部环境在实际车辆驾驶过程中的相互关系和相互作用的设备和工具.•特点;–实时仿真(realtimesimulation)–由电子计算机控制和计算(calculatedandcontrolledbycomputer)–试验室中的设备(Toolinlabor)–重现车辆的真实运动状态和特征(vehicledynamics&characteristics)–重现驾驶员的真实驾驶操纵和反应(Handlingsandreactions)–重现在实际车辆驾驶过程中外界部环境(trafficenvironment)车辆驾驶模拟器所涉及到的学科和领域高科技,极其复杂的综合系统实时模拟技术、汽车动力学,计算机科学,数字通信,局部网络,计算机图象处理、数字图片动化,数据库管理技术,机电一体化,数字声响模拟,人机系统,运动仿真,自动控制,人体工程,哲学、心理学,道路规划和设计,交通安全和交通事故研究,电子技术,人工智能,系统工程等学科和领域车辆驾驶模拟器使用范围:–汽车驾驶学校–车辆开发和优化–公路规划和设计–高校和科研部门–政府监测部门同驾驶员培训有关的应用•培训一般驾驶员；•培训职业驾驶员〔如出租车、公共汽车、旅游车等〕；•培训特种车辆的驾驶员〔如警车、救护车、消防车、液罐车等〕；•培训特殊交通环境下工作的驾驶员〔如崎岖险要山路、泥泞地带、结冰易滑地带、多雾地带等〕；•提高和改进现有驾驶员的驾驶技能；•对驾驶员的驾驶方式和技能进行分析、研究和评定；•对驾驶员从一种车辆到另一种车辆交叉驾驶的转换训练(适应能力)；•对初学者进行驾驶技能和驾驶执照考核。同车辆技术有关的应用•在新车设计时对整车性能进行事先模拟、分析、研究和评定，提出改进措施，避免设计中的不合理因素，从而提高设计效率，缩短开发周期，降低开发成本；•对现有车辆的各种性能进行模拟、分析和研究，找出其弱点，提出改进措施，改善车辆性能；•优化车辆的各个组成部分，如传动系统、制动系统、转向系统、悬挂系统等；•开发同车辆有关的新技术，如四轮转向系统、车轮防抱系统、主动悬挂系统、车辆间距离的自动控制系统或自动报警系统、车辆运行时的自动导航系统等同交通有关的应用•在道路规划和设计时，可对其进行事先模拟、试开和修改，从而设计出最佳的道路走向、宽度、坡度、拐弯曲率、导向线、车道线及其它标线，节省人力财力，使其所设计的道路车流合理、安全性好；•在桥涵和隧道的规划和设计时进行事先模拟和优化；•在规划和设计交通信号〔如交通标志和指挥信号灯〕和其它交通设施〔如路灯、路栏、导向标等〕时进行事先模拟、修改和优化；•对道路施工地段进行模拟和运筹，使其安排合理，既要避免车堵又要安全可靠，同时也不影响施工；•模拟和研究自然环境和人工建筑对车辆流通及交通安全的影响，探讨改进措施；•对驾驶员-车辆-道路系统进行综合分析和测试，从而确定道路的运输能力；•模拟和研究气候和天气变化〔如风、雪、雨、冰、雾等〕对车辆流通及交通安全的影响，然后设计和安装相应的可变信息标志，以改进交通流动，提高道路安全。与政府监测部门有关的应用•能客观公正对初学者进行驾驶执照的考核至少是视力和反应速度的考核•能客观公正对驾驶员的驾驶技术和适应能力进行考核和记载•能客观公正地发现因心理,身体和年老等原因不再适合驾驶车辆的人群•能客观公正和安全地重现实际交通事故现场,找出真实原因,做出公正仲裁同科研、教学有关的以及其它方面的应用•对各种车辆进行模拟、分析和研究；•对各种道路、交通环境、交通设施进行模拟、分析和研究；•对人机系统进行综和的模拟、分析和研究；•用于开发新的模拟器；•用于交通事故的模拟、分析和研究；•用于分析和研究医药,酒精,毒品对驾驶员的影响;•在医学上用于分析和疹断一些疾病;•为高校很多学科提供多方面的科研课题;•为高校学生提供经济、方便、安全可行的车辆驾驶的实习机会。徳国车辆驾驶模拟器的实例•Daimler-Benz高级车辆驾驶模拟器Daimler-Benz车辆驾驶模拟器的主要组成部分•适合实时模拟计算的整车数学模型•驾驶员的驾驶舱:真实的轿车或卡车驾驶室•视景模拟系统:由六个投影器显示180度的前视图象，一个投影器显示的后视图象•声音模拟系统:22立体声扬声器•动感模拟系统：液压式六轴运动平台(Stewartplatform)•计算机:多台大型实时模拟仿真电子计算机控制台这个仿真器有360度环景屏幕、12米长的滑动钢轨、还有6支灵活的液压杆，借助这些设备来模拟出所有类似真实驾车的感受。这个机器主要目的是为了研究“驾驶行为及车辆反应”。透过360度环景屏幕，驾驶者就好像是真的开车在街道上行驶一样。而进入这个模拟球体的时候，还运用了航空站常见到的空桥设计。仿真器是运用一台以每秒超过1000次运算的计算机，来计算控制整个球体及屏幕的变化的；所以不管驾驶者如何的操作车辆，它都能真实的反应出该有的动作。例如急加速的噪音、震动，急刹车时的车头下沉，都几乎和真的一样。如果车辆打滑，它也能靠液压系统及电动机来做出一些横移的动作，而瞬间最高时速可达36km/h。我的小作品•双摆动主轴头