面向驾驶模拟系统的驾驶舱设计文献综述
2020-04-14 08:04
汽车驾驶模拟器(Vehicle Driving Simulator,VDS)将虚拟现实技术应用于汽车驾驶系统中,通过计算机技术产生汽车行驶过程中的虚拟视景、音响效果和运动仿真,使驾驶员能够在虚拟的驾驶环境中,产生真实的驾驶体验。从而体验、认识和学习现实世界中的汽车驾驶,能够安全、有效地提高驾驶员技术水平。
汽车驾驶模拟器按用途不同,可分为两类:一类训练型驾驶模拟器,用于安全教育、交通规则教育和驾驶训练等。另一类是是科研型驾驶模拟器,用于汽车安全产品开发和人-车-路基础学科研究。
汽车驾驶模拟器的工作基本工作过程为:
Step1:驾驶员对操作部件进行操作,产生相应的机电控制信号;
Step2:机电控制信号经过信号采集与处理,形成相应的车辆动力学模型输入信号;
Step3:车辆动力学模型进行仿真计算,获得当前的车辆状态,例如发动机转速、发动机输出扭矩、车速、车辆当前的位置等信息;
Step4:将车辆状态信号传输至输出设备,如显示系统、音响系统、仪表系统等;
Step5:驾驶员获得车辆状态的模拟信息,进行下一步操作。
模拟器与其他实验环境相比具有很多的优势,它不仅能完全控制实验所需环境因素,高效收集实验数据,而且还能为人的极限生理反应、车辆打滑、碰撞等危险情况的实验提供一个安全的环境,同时,驾驶模拟器的实验又能够有效节约能源,降低成本,提高驾驶培训效率。
目前,美国、日本和欧洲等发达国家已普遍在驾驶员培训中使用汽车驾驶模拟器。早在20世纪70年代中期,美国就有500多所汽车驾校装备了各种驾驶模拟训练器。而在1970年,日本政府甚至以正式法律明确规定:汽车驾校必须装备汽车驾驶模拟器。大多数欧洲国家也相继制定了使用汽车驾驶训练模拟器的法规。由于政府的大力支持,驾驶模拟器的研究与推广应用得以迅速发展,大大提高了培训效率和水平。