基于汽車動力學的虛擬駕駛模擬仿真.pdf

1、汽車是人機協(xié)同控制的復雜系統(tǒng),要保障汽車的安全運行,駕駛員必須時刻結合道路的變化情況,對汽車進行人機協(xié)同控制。因此,汽車仿真必須從人-車-路系統(tǒng)層面進行研究。而汽車駕駛模擬器是實現汽車人機交互式仿真的最有效工具之一。目前,國內外汽車生產廠商及研究院校都對駕駛模擬仿真技術展開廣泛研究。
　　駕駛模擬仿真最主要的特點就是沉浸性和交互性。虛擬現實技術結合了實時三維計算機圖形技術、立體顯示技術、觀察者頭部、手部跟蹤技術、觸覺反饋以及聲響系

2、統(tǒng)技術等。為使用者提供了視覺、聽覺、觸覺等等多層面信息,讓使用者產生身臨其境的感覺。被廣泛應用于醫(yī)學、娛樂、軍事、工業(yè)虛擬設計、建筑設計等領域。而虛擬現實技術在駕駛模擬研究中的應用,也使得仿真過程沉浸感、交互性更強。
　　針對汽車駕駛的人機交互特性,本文基于汽車動力學以及NI實時仿真平臺搭建了研究型駕駛模擬器。并應用此系統(tǒng),對一種混合動力汽車進行數學建模及燃油經濟性分析。主要完成以下工作:
　?、俑鶕{駛模擬仿真國內外研究現

3、狀及已具備的試驗條件,確定了系統(tǒng)設計方案和性能要求,對關鍵技術進行了分析,選取了駕駛模擬仿真系統(tǒng)開發(fā)工具,對系統(tǒng)工作原理進行了闡述。
　?、谕ㄟ^游戲引擎及三維建模軟件建立了駕駛模擬仿真系統(tǒng)的視景軟件,引入頭戴式眼鏡顯示器Oculus Rift觀察視景,實現虛擬場景的平面顯示器和頭戴式眼鏡顯示器兩種觀察方式。
　?、鄯治?NI實時測控系統(tǒng)的總體架構,各子系統(tǒng)軟硬件組成及功能。通過 NI實時系統(tǒng)和駕駛模擬輸入設備搭建了駕駛模擬仿

4、真系統(tǒng),包括NI PXIe8108實時控制器、PXI7842R數據采集卡、北通BETOP C432Plus游戲輸入設備。保證了仿真過程的實時性。
　　④用NI LabVIEW編程語言編制建立了車輛動力學模型,并通過數據庫技術使仿真過程與視景系統(tǒng)相結合,實現仿真過程與三維動畫實時視景系統(tǒng)的數據交互。
　?、菹到y(tǒng)集成,選取虛擬試驗場一段道路進行測試,得到仿真數據,并對比普通顯示器和頭盔顯示器試驗效果。
　　通過以上研究工作