虚拟设计之汽车驾驶模拟器1
虚拟驾驶模拟器教您如何开车
目录
1
公司简介
2 产品介绍
3 最低运行环境
4 推介运行环境
5 安装 6 功能介绍
7 操作说明
8 故障排除
公司简介 正辉科技公司总部位于中国•海峡西岸•福州软件园C区3#楼，在中 国大陆各主要城市设有多家以营销服务为主的分支机构和100多
家咨询、技术、实施服务、分销等合作伙伴，并通过战略合作方
织的能力，通过”学车宝“的学习帮助高校和培训机构快速开展
个性化教学运营服务，与此同时相关软件的手机Android版也已
同步推向市场。
面向未来，坚持自主创新，树立民族品牌是正辉科技的长远发展
规划。当前，正辉科技在基于SaaS模式的学习应用、移动学习技
术、课件及试题版权保护技术、大规模分布式应用技术以及流媒
推荐运行环境
处理器:intel 酷睿I3处理器 内存：2G 显存：1G 硬盘：500G 操作系统：windows 7
安装
安装时请按照以下步骤进行安装： 将《学车宝》文件夹拷贝至想要安装的文件夹如：E：\《学车宝》 补丁安装 双击运行环境补丁
依次“下一步”完成补丁安装 安装方向盘控制的驱动（罗技驱动）
模拟考试
模拟考试功能说明图如下：
这里您可以选择您所需要的模拟的考试场地、科目类型（科 目二、科目三）与考试车道，以便根据您的具体进行相应的模 拟考试。点击选择完“考试车道”后直接进行考试界面。
四 自由驾驶
自由驾驶时您可以选择车辆密度与场景。当车辆密度的值越大 时环境中的其他车辆越多；而场景分为：坡路隧道、小区、高 速公路、山路、城市道路、雪地等，你可以根据需要进行选择。 选择某项练习项目，则进入条件设置界面：选择练习车辆、天 气、操作的方式（手动档、自动档、键盘、鼠标）、操作的模 式（提示模式、考试模式）、车辆密度。接着进入场景练习。 操作过程与“驾驶训练”的“科目三”类似，参考如上。 注：车辆密度越高对电脑的消耗就越大，建议适当调节。
基于虚拟现实的汽车驾驶模拟系统开发
基于虚拟现实的汽车驾驶模拟系统开发近年来，随着科技的快速发展，虚拟现实技术已经逐渐成为了一个备受关注的领域。
而在众多虚拟现实应用中，基于虚拟现实的汽车驾驶模拟系统毫无疑问是一个非常重要的领域，因为它能够为许多新手司机提供一个非常好的模拟学习环境，使他们能够在没有风险的情况下更好地掌握驾驶技能。
在这篇文章中，我们将介绍如何开发一个基于虚拟现实的汽车驾驶模拟系统。
首先，我们需要一个合适的虚拟现实开发平台。
目前，市场上主流的虚拟现实平台有三种：虚幻引擎、Unity 和 CryEngine。
由于虚幻引擎和 CryEngine 适用范围太宽，不太适合我们的汽车驾驶模拟系统，因此我们选择 Unity。
接着，我们需要一个适应于汽车驾驶模拟的物理引擎，以确保驾驶模拟的真实性和交互性。
在 Unity 中，我们可以使用现有的物理引擎，如 PhysX、Havok 和Bullet。
相比之下，PhysX 是最广泛使用的引擎，并且可以很好地支持驾驶模拟需求，因此我们将选择它。
当我们准备好开发环境后，我们开始着手编写驾驶模拟系统的逻辑代码。
由于汽车的驾驶模型是一个很复杂的机械模型，因此我们需要注意细节，并且编写出可靠和可扩展的代码。
我们需要考虑各种因素，如车辆行驶的惯性、重心变化、阻力惯性、轮胎滑动和底盘防抱死等。
此外，为了更好地模拟真实的驾驶环境，我们还需要构建一个逼真的场景。
在Unity 中，我们可以使用该软件提供的丰富而强大的工具来构建逼真的驾驶场景，这些工具包括高清晰度的材质库、道路、灯光和天气效果等。
最后，我们需要为我们的虚拟现实驾驶模拟系统添加交互功能。
为了使玩家更好地掌握驾驶技能，我们应该模拟出一些常见的驾驶情况，如行人、其他车辆和交通信号灯等。
除了这些基本的互动元素之外，我们还可以添加一些游戏式的玩法，例如汽车赛车或越野驾驶等。
在完成了以上的开发工作之后，我们的基于虚拟现实的汽车驾驶模拟系统就准备好了。
这样的系统不仅可以用来帮助新手司机学习驾驶技能，还可以成为一种有趣且创新的体验，让玩家更好地享受驾驶的快乐。
虚拟现实技术的汽车驾驶模拟器研究
的物体也 随手的移动而移动。 第四、 自主性。是指虚拟环境中物体依据物理定律动作的程度 。例如， 用户使用驾驶模 拟器驾驶虚拟汽 车时， 用脚踩刹车时 ， 时就有 汽车停住 这 并肯～定惯性的感觉， 一 视场中的物体也随着汽车的行驶而 向后移动。 ２２分 布 式 虚 拟 现 实技 术 ． 分布 式 虚 拟 现 实 技 术 （Ｖ ） Ｄ Ｒ 是基 于 网络 的 虚 拟 环 境 ， 这 个 环 境 中 ， 在 位 于 不 同物 理 环 境 位 置 的 多 个 用户 或 多个 虚 拟 环 境 通 过 网络 相 联 结 ， 个 用 每 厂 在一个虚拟现实环境中， 过计算机与其他用户进行交互 ， ｜ 通 并共享信息 。 设计和实现 Ｄ Ｒ系统时， Ｖ 必须考虑 以下 网络通信因素： ①网络带宽， 它 是虚拟世界大小和复杂度 的一个 决定因素 。当参加者增加时， 带宽需求也 随着 增加 。 ②分布机制 ， 它直接影响系统的可扩充性 。 其中多播机制能为驾 驶 模拟器系统提供一对多和多对 多的消息发布服务。③延迟响应， 虚拟环 境 交 互和 动 态 特 性 的 因 素 是 延迟 。如 果 要 使 分 布 式 环 境 仿 真 真 实 世 界 ， 则 必 须 实 时操 作 ， 而 增 加 真 实感 。对 于 Ｄ Ｒ系 统 中 的 网络 延 迟 可 以 通 过 使 从 Ｖ 用 专 用联 结 、 路 由器 和 交 换 技 术 进 行 改 进 、 速 交 换 接 口和 计 算 机 等 来 对 快 缩 减 。 可 靠 性 ， 增 加 通 信 带 宽 和减 少 通 信 延 迟 这 两 方 面进 行 折 中 时 ， ④ 在 这 要考虑通信 的可靠性问题 。可靠性 由具体 的应用需求来决定。有些协议有 较 高的可靠性， 则传输速度慢 ， 反之亦然。 分布式虚拟现实系统应用于汽车驾驶模拟器， 以根据汽车驾驶专家 可 系统中汽车驾驶操作知识库和交通规则知识库提供的逼真数据 ， 由视景系 统提供的逼 真的虚拟环境 ， 使汽车驾驶 员身临其境， 学习和掌握汽车驾驶 技 术。 ３ 汽车驾驶模 拟器 的研究 ． ３ １ 车 驾 驶 模 拟 器 的系 统 模 型 ．汽 汽车 驾驶模拟器研 究： 人机界面 、 维图形学理论、 三 立体显示技术 、 人 机 界面、 图形超 级计 算机体系结构 、 应用 系统 、 视觉三维场景 、 操作触感模 拟 驾驶 员座舱、 中央控制系统 、 三维 图形实时照 片、 立体几何等内容 。
汽车驾驶模拟器浅析
【］韦有双， 湘龙 ， ３ 杨 王飞． 虚拟现 实与 系统仿真［ ． Ｍ］ 北京 ： 国防工业 出版
社 ， ０ ４ ２０．
ｆ１朱 忠祥 ， 恩 荣 ． 车驾 驶 训 练模 拟 器 中的 三 维 建模 技 术 『． 业机 械 ４ 毛 汽 Ｊ农 １ 处 理 后 的 信 号 作 为 车辆 动 力学 模 型子 系统 的输 入 ，经 过 车 辆 动力 学 模 学报 ，０ ４ ２０ ． ５ 汽 Ｊ． 湖 型模 拟 运 算 ，计 算 出 车辆 的 当前 状 态 ，例 如发 动机 转 速 、发 动机 输 出 ｆ１尹念 东． 车 驾驶 模 拟 器研 究 现状 与 技 术 关键 『１ 北汽 车 工 业 学 院 扭 矩 、车 速 、车辆 当前 的位 置 等 信 息 。 车辆 动 力 学 模 型 计算 出 的结 果 学报 ，０ ２ ２０． ６ 熊坚． 车辆 驾 驶 模 拟 器 的发 展 综 述『ｌ 通科 技 ，０ １６ ：８ Ｊ＿ 交 ２０ （ ）４ — 送 人 显 示 系 统进 行 图形 显 示 、送 入 音 响 系统 进 行 声 音 模 拟 以及 送 入 仪 『１孙显 营 ， 表 系 统进 行 仪 表 显示 。 ３ 汽 车 驾驶 模 拟 器 分 类
民营科技
２１ ０ ０年 第 １ ２期
科技 论坛
汽 车 驾驶模 拟 器 浅 工程 学 院研 究 生管 理 大 队 ３ 陕 ６队 ， 陕西 西安 ７ ０ ８ ） １０ ６
摘 要 ： 定义、 成 、 从 构 原理 、 类 和 用 途五 个 方 面 对 汽车 驾 驶 模拟 器进 行 简要 论 述 。 分
参 考 文 献 ［］张 艳 ， 守 义． 于 Ｐ １ 战 基 ｃ的 廉 价主 被 动 驾驶 模 拟 器的 设计 与 实现 『． Ｊ系 １ 统仿 真 学报 ，０ ５ １ （ ）１９ — ０ ６ ２ ０ ，７ ５ ：０２ １ ９．
VR驾驶模拟器技术方案(纯方案,9页)
VR驾驶模拟器：一、产品介绍VR驾驶模拟器是一种驾驶训练的教学设备。
它利用虚拟现实仿真技术营造一个虚拟的驾驶训练环境，考生通过模拟器的操作部件与虚拟的环境进行交互，从而进行驾驶训练。
汽车驾驶模拟器是应用最为广泛的，汽车驾驶模拟器几乎完全呈现真实学车环境，能够消除驾驶初学者的恐惧心理，适时规范驾驶者的操作，为驾校驾驶培训的有力帮助。
利用驾驶模拟器进行各种训练与实车训练相比，有以下优点：（1）安全性高：可安全地进行危险性驾驶状态的试验和极限状态下的试验、训练等。
（2）再现性高：容易保证相同的试验条件，并目能够反复进行相同条件下的试验。
（3）容易设定试验条件：容易进行汽车特性、路面状况、道路、障碍物等环境设定及设定变更，不需要制作大量试验设备节省费用。
（4）容易测定数据和分析：用计算机能够容易地存储实车试验测定困难的参数，并立即显示所需的数据，高效率地处理。
其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有不易老化、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等。
该汽车驾驶模拟器座舱采用真车操作部件ABS工程塑料外壳。
系统采用了当前最新的科技成果，本模拟器在操作感、仪表显示、听觉和视觉上逼真地再现真车驾驶时的工作环境和场景。
其提供的训练场景按中国道路的实际情况设计，可以分级设置，能训练学员的基本驾驶操作技术和处理紧急情况的应变能力。
能使学员快速掌握驾驶理论知识和基本操作技能，使学员的驾驶座舱既可以独立使用，也可以通过数据通信单元与电脑主控台配合使用。
座舱单独使用时，可以实现汽车驾驶教学与训练功能；与电脑主控台配合使用时。
该台设备具有以下几种驾驶模式：1、单机主动模拟驾驶：单台驾驶舱独立训练，训练时候场景内部的其他车辆、行人等由系统根据交通规则及交通模型发出，模拟真实的交车、会车、跟车等。
2、单机被动模拟驾驶：系统根据已经配置好的被动驾驶文件播放操作语音提示，学员可以在没有教练指导下按照操作语音提示学习，学习正确的操作顺序。
基于虚拟现实技术的交互式汽车驾驶模拟系统设计
基于虚拟现实技术的交互式汽车驾驶模拟系统设计虚拟现实（Virtual Reality, VR）技术在各个领域都展示出了巨大的潜力，汽车行业也不例外。
基于虚拟现实技术的交互式汽车驾驶模拟系统设计，将为驾驶员提供更安全、更真实的训练和驾驶体验。
本文将讨论这一系统的设计原理、功能和潜在应用。
首先，让我们了解一下这个基于虚拟现实技术的交互式汽车驾驶模拟系统是如何工作的。
该系统通过戴在头部的VR头盔和连接到计算机的传感器，模拟真实的驾驶环境。
驾驶员可以通过头部运动来改变视角，感受到真实的行车视野。
系统还通过移动座椅和振动反馈装置模拟汽车加速、刹车、转向等操作的力度和反应。
此外，系统还可通过控制汽车内部温度、风速和音频等参数来提供更真实的驾驶体验。
交互式汽车驾驶模拟系统的设计目的是为了提供一个安全的训练平台，使驾驶员能够在不同的驾驶场景中进行练习，并提高他们的驾驶技能。
系统可以模拟各种道路条件，如城市道路、高速公路和乡村道路，并模拟不同天气条件下的驾驶场景，如雨天、雪天或夜间驾驶。
这将帮助驾驶员更好地适应复杂的驾驶环境，并提高他们在各种情况下的应对能力。
此外，基于虚拟现实技术的交互式汽车驾驶模拟系统还可以用于评估和改进车辆的人机交互设计。
在设计新车型时，系统可以模拟驾驶员的操作和反应，以评估车辆操控性能和座舱布局。
通过分析驾驶员在虚拟环境中的数据，汽车制造商可以优化汽车的人机交互设计，提供更好的用户体验和驾驶员安全性。
此外，该系统还可以用于驾驶员的培训和教育。
驾驶新手可以通过系统进行基础驾驶技能的学习和练习，熟悉座舱布局和各种控制器的功能。
驾驶员培训机构也可以利用该系统为驾驶员提供更高级的驾驶技能培训，如紧急刹车、紧急转向等应对危险情况的训练。
这将有助于降低交通事故的发生率，并提高驾驶员的驾驶技能。
此外，虚拟现实技术还可以与其他技术结合，如人工智能和大数据分析，以提供更加综合和全面的驾驶模拟体验。
人工智能算法可以根据驾驶员的行为和反应调整模拟环境的参数，以提供更贴近真实驾驶场景的体验。
汽车驾驶模拟器的研究方法及步骤
汽车驾驶模拟器的研究方法及步骤一、虚拟现实建模方法1、几何建模2、运动建模（1）物体位置物体位置包括物体的移动、旋转和缩放。
在视景仿真中，不仅需要一个全局性的绝对坐标，每个三维对象都需要建立一个相对坐标。
对每个对象都给予一个坐标系统，称之为对象坐标系统，这个坐标系统原点的位置随物体的移动而改变。
在虚拟驾驶系统中就是通过控制一个汽车局部坐标系的运动和变化来模拟汽车的运动过程。
（2）碰撞检测在视景仿真系统中，经常需要检查对象A是否与对象B碰撞。
碰撞检测需要计算两个物体的相对位置。
许多视景仿真系统在实时计算中都是采用OBB包围盒检测法，运用这种方法可以节省时间，但降低了精确性。
3、物理建模虚拟对象物理建模包括定义对象的质量、重量、惯性、表面纹理、光滑或粗糙、硬度、形状改变模式（橡皮带或塑料）等，这些特性与几何建模和行为规则结合起来，形成了更真实的虚拟物理模型。
4、行为建模在虚拟驾驶系统中，行为建模主要包括两个方面，一方面是对驾驶员所操纵的汽车的行为进行约束，建立汽车操纵模型，使其符合汽车自身的运动和驾驶人员的操作步骤；另一方面是对场景中非受控物体的行为进行建模，使其的运动符合自然规律，比如场景中自动运行的汽车、路旁的行人等。
5、模型分割二、虚拟驾驶系统各模块功能分析和开发方案确定1、汽车虚拟驾驶系统的构成汽车虚拟驾驶系统主要由虚拟驾驶操作输入系统、汽车动力学模型、运动仿真模型、实时操纵模型、场景管理管理平台、视景和声音渲染输出以及汽车数据模型库、场景模型库和声音模型库等组成。
其中汽车动力学模型、运动仿真模型、实时操纵模型和虚拟驾驶场景管理平台是汽车虚拟驾驶系统的核心子系统。
系统的工作过程如下：在系统初始化时，根据用户的需求从汽车数据模型库中将用于仿真的车辆数据模型调入到动力学模型中，同时选择运行的三维场景，通过模型解析模块把它从场景数据库中调入场景管理平台；在仿真过程中，驾驶人员通过虚拟驾驶操作输入系统进行模拟驾驶操作，人机交互接口将油门、制动、换档和转向等动力学操作信息以及发动机启动、喇叭鸣笛等按钮操作状态送入汽车动力学模型和实时操纵模型中；经过仿真计算后，汽车运动仿真数据被送入运动摄像机模块中控制场景内摄像机的运动，同时汽车的行驶姿态还受到地面因素的影响；然后，场景管理控制模块根据此时摄像机的运动状态，通过视景渲染模块将三维场景在投影屏幕上实时反映出来，模拟视景变化，形成行车体感，并且通过虚拟仪表输出此时的汽车运行参数。
CarSim-介绍
控制策略的开发与 软件在环
零部件样件试制与台 架实验及硬件在环
确定总体设计方案
2021/7/1
23
部件组装与样车路面试验
整车及系统的设计目标
量产
部件组装与样车
子系统与零部件的
路面试验
在进行实车设路计面指标试验时，可以利用CarSim进行同步
仿真测试。当实车路面试验出现异常情况时可以利用
CarSim的仿真快速地发现原因并提出解决方案。
2021/7/1
8
CarSim 的结构
Graphical database
▪图形用户界面用于定义车辆的特 性参数及仿真工况
▪数学模型用来仿真求解
▪用仿真器进行三维动画播放，用 绘图软件绘制结果曲线
2021/7/1
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CarSim 的数学模型
惯量测试
轮胎测试
▪建立在UMTRI三十多年的研究基础之上
建模, 算法, &
零部件样件试制与台 架实验及硬件在环
确定总体设计方案
2021/7/1
22
零部件样件试制与台架实验及硬件在环
整车及系统的设计目标
量产
利用CarSim RT可以很方便部路地件面组试将装验与各样零车部件样机与 CarSim的汽子系车统模与零型部件进的行硬件在环实时仿真测试， 以检验各主设要计指零标部件与整车的匹配情况，并提出
2021/7/1
3
MSC 公司产品
CarSim
— 针对四轮汽车、轻卡、赛车
BikeSim
— 针对摩托车
TruckSim
— 针对多轴、双轮胎的卡车
SuspensionSim
— 针对悬架
2021/7/1
基于VR 技术的汽车驾驶模拟器对于驾驶培训的作用和实践途径研究
TRAFFIC AND SAFETY | 交通与安全基于VR技术的汽车驾驶模拟器对于驾驶培训的作用和实践途径研究张凤广西城市职业大学 广西崇左市 532100摘 要： 近年来，我国机动车保有量大幅度增加，这不仅给道路交通管理带来了更大的压力，也增加了机动车行驶的安全风险。
汽车驾驶可以提高汽车驾驶教学的科学技术含量，促进对汽车驾驶的理解和掌握。
本文讲述VR技术在汽车驾驶模拟系统中的应用。
通过对汽车构成和功能上的分析, 建立相应的模型。
利用现有的多种技术实现了一种令驾驶员身临其境的虚拟汽车驾驶系统。
关键词：汽车驾驶 模拟器1 汽车驾驶模拟器应用简述汽车驾驶模拟器训练系统早在20世纪70年代就出现在美国、西欧等发达国家，并成为汽车驾驶模拟器训练的工具。
1985年，梅赛德斯-奔驰在柏林成功开发并应用了六轮自由驾驶模拟器。
以开发高速汽车系列产品为主。
上世纪90年代末，汽车驾驶模拟器进入中国汽车驾驶模拟器采用计算机技术、控制技术、音视频技术，机械工程技术和车辆工程技术模拟车辆驾驶环境，使学员能够对车内车辆驾驶进行真实的研究。
同时掌握交通法规和道路安全知识回复：与传统的培训方法相比，汽车驾驶仿真系统可以替代一些实际的培训对象，有利于标准化、规范化。
科学规范驾驶培训，降低交通事故发生率。
与传统的培训方法相比，汽车驾驶模拟系统具有生动、节能、安全、经济、高效等优点。
使学员能够更快、更全面地掌握驾驶。
有利于他们高效、优质地完成汽车驾驶实训，为以后的日常驾驶打下坚实的基础。
智能汽车驾驶模拟器在汽车驾驶教学中的应用是利用微机仿真技术对汽车驾驶舱进行仿真，模拟各种可能的路况。
2 汽车驾驶模拟器相比于传统驾驶培训的优点汽车驾驶模拟器采用一对一的教学方法，既能让学生有与实际驾驶相同的感受，又能记录学生的驾驶状况，分析和指出驾驶员在驾驶过程中所犯的错误。
驱动器.此外，驾驶模拟器在人员培训时间安排上更为合理。
通过学生的驾驶情况，驾驶学校可以合理分配学生的学习时间，这改变了传统驾驶训练中所有汽车专业学生整天呆在驾驶学校等待汽车专业学生的现象。
六自由度汽车驾驶运动模拟器设计
摘要汽车驾驶模拟器是一种用于汽车产品开发、“人—车—环境”交通特性研究或驾驶培训的重要工具。
近年来，由于具有安全性高、再现性好、可开发性强、成本低等显著特点，研究开发驾驶模拟器已经成为国内外一个重要发展方向。
本文在查阅国内外大量资料的基础上，结合老师的研究课题主要对六自由度汽车驾驶模拟器液压系统部分进行设计。
六自由度汽车运动模拟器采用液压伺服阀控制液压缸来驱动模拟平台的运动，以实现汽车驾驶模拟器运动姿态模拟。
本文主要进行机械机构的设计、液压伺服系统设计、液压泵站设计和液压缸的设计等。
通过模拟器的机构设计和驱动液压伺服系统设计，结合电气系统能够实现汽车在不同运行状态的模拟，当驾驶员坐在驾驶舱系统的座椅上进行模拟驾驶时，完全能够感受到实际汽车驾驶的各种体感，为实车训练驾驶提供了可替代的模拟平台；本设计也为今后的进一步研究及其在娱乐模拟器、动感电影等产业的实际推广和应用方面奠定了基础。
关键词：汽车驾驶模拟器六自由度运动平台液压伺服系统运动姿态控制AbstractThe Automobile-driving i an important tool which used for the development of auto mobile product and the study of the transportation characteristics of “man-car-environment”or the driver training .In recent years, the study of the automobile-driving simulator used for development has become an important development direction in the world because of the notable characteristics of high safety, well reappearance of scene, easy to develop and low cost.This article is based on searching the large quantity of information about at home and abroad, and combines with the tea cher’s research task which mainly designs the part of 6-dof driving Simulator of hydraulic system .The 6-dof motion simulator adopts valves of hydraulic servo to control actuator to drive the movement of driving simulation platform, and to achieve the movement posture simulation of the automobile driving simulator. This article is mainly about the designing of machine, the system of hydraulic servo, hydraulic pump station, and actuator and so on.According to the designing of agencies of simulator and hydraulic servo system, it can combines the electrical system which can bring out the imitation of cars in different movement conditions, when the driver simulating drive on the seat of cockpit system, you can feel the feeling of driving a true car, and it also offer the simulator platform which can be replaced for true driving training. At the same time, this designing is also establishes for the further researches and the practice extension and use.Keywords:Driving-automobile simulator, 6-dof of motion platform, the system of hydraulic servo, the control of campaign attitude目录1绪论 (1)引言 (1)国内外发展现状 (2)1.2.1国内外研究和发展概述 (2)1.2.2驾驶模拟器的应用和发展 (3)课题任务 (5)论文的主要研究内容 (5)2 运动学及力学分析 (6)六自由度运动模拟器机构位置反解 (6)2.1.1坐标系的建立 (6)2.1.2广义坐标定义 (6)2.1.3坐标变换矩阵 (7)2.1.4液压缸铰支点坐标的确定 (8)2.1.5位置反解 (10)六自由度运动模拟器机构位置正解 (11)静力学分析 (11)3 机械及液压部分设计 (12)运动模拟平台的设计 (12)3.1.1液压缸内壁D活塞杆直径d的计算 (12)3.1.2液压缸壁厚和外径的计算 (14)3.1.3缸盖壁厚的确定 (14)3.1.3液压缸工作行程的确定 (15)3.1.4缸体长度的确定 (15)3.1.5液压系统的计算 (15)液压泵站 (17)铰链的设计 (18)执行机构单元组成 (21)电液伺服控制单元与液压系统 (22)反馈单元 (23)4 电气部分设计 (24)电气原理及接口设计 (24)4.1.1MCS-51系列单片机的引脚及其功能 (24)4.1.2单个电液伺服液压缸位置控制电路设计 (26)4.1.3扩展电路 (26)电气原理图 (27)5 结论 (28)本文结论 (28)本文研究工作的不足 (28)参考文献 (29)致谢 (30)1绪论引言驾驶模拟器是一种用于汽车产品开发、“人－车－环境”交通特性研究或驾驶培训的重要工具。
VR智慧驾校驾驶系统解决实施方案
VR智慧驾校驾驶系统解决实施方案一、引言随着汽车普及率的不断提高，人们对驾驶技能的要求也越来越高。
然而，传统的驾校教学方式存在一些问题，如学车时间长、费用高、学员数量有限等。
为了解决这些问题，许多驾校开始尝试使用虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术来提供更有效、灵活和便宜的驾驶培训。
本文将提出一种VR智慧驾校驾驶系统的解决方案。
二、系统概述该系统主要包括驾驶模拟器、虚拟现实眼镜、交通场景模拟软件、教学管理平台等组件。
学员可以通过虚拟现实眼镜进入虚拟驾驶场景，通过驾驶模拟器进行真实的驾驶操作，教学管理平台可以提供学习计划、学习记录、教学评估等功能。
三、系统功能1.驾驶模拟器：使用真实的车辆座椅和控制台，模拟真实的驾驶操控感受，学员可以通过模拟器进行各种驾驶操作，如起步、换挡、转弯等。
2.虚拟现实眼镜：提供高清晰度、低延迟的虚拟现实图像，学员可以通过眼镜进入虚拟驾驶场景，感受真实的驾驶体验。
3.交通场景模拟软件：通过三维建模技术，模拟真实的道路、交通信号灯、交通标志等交通场景，学员可以在虚拟场景中进行驾驶练习和交通规则学习。
4.教学管理平台：提供学习计划、学习记录、教学评估等功能，学员和教练可以通过平台进行学习管理和教学监控。
四、实施方案1.资源采购：采购驾驶模拟器、虚拟现实眼镜、交通场景模拟软件等硬件和软件设备。
2.系统开发：根据需求和功能设计开发系统，包括开发驾驶模拟器软件、交通场景模拟软件和教学管理平台。
3.系统安装：对驾驶模拟器进行安装和调试，确保模拟器能够正常运行；设置虚拟现实眼镜和安装交通场景模拟软件。
4.教师培训：为教师提供系统使用培训，包括驾驶模拟器操作、交通场景模拟软件的使用和教学管理平台的操作等。
5.学员培训：为学员提供系统使用培训，包括驾驶模拟器操作、虚拟现实眼镜的使用、交通场景模拟软件的学习和教学管理平台的使用等。
6.系统运营和维护：建立教学管理平台，用于学员学习记录、学习计划的管理和教学评估的监控；定期维护和更新硬件和软件设备。
基于虚拟现实技术的汽车驾驶模拟器设计与优化
基于虚拟现实技术的汽车驾驶模拟器设计与优化虚拟现实技术的快速发展给许多行业带来了革命性的改变，汽车驾驶模拟器是其中之一。
虚拟现实技术可以提供一种身临其境的体验，使驾驶员能够在一个模拟的环境中实时感受到真实的驾驶感觉。
本文将探讨基于虚拟现实技术的汽车驾驶模拟器的设计与优化方法。
一、虚拟现实技术在汽车驾驶模拟器中的应用虚拟现实技术的应用为汽车驾驶模拟器带来了许多优势。
首先，虚拟现实技术可以模拟真实的驾驶场景，包括道路、交通标志、其他车辆等。
这使得驾驶者可以在虚拟环境中进行真实的驾驶操作，增加驾驶技能和经验。
其次，虚拟现实技术还可以模拟各种天气条件，如雨雪、大风等，以提供更加真实的体验。
此外，虚拟现实技术还可以提供实时反馈和指导，帮助驾驶者及时纠正错误。
二、汽车驾驶模拟器的设计原则设计一个有效的汽车驾驶模拟器需要考虑以下原则。
首先，模拟器应该尽可能真实地还原驾驶场景，包括道路、交通标志、车辆行为等。
其次，模拟器应该提供多样化的驾驶情境，如城市道路、高速公路、山区等，以便驾驶者能够面对不同的驾驶挑战。
此外，模拟器应该具有足够的可定制性，以适应不同驾驶者的需求。
最后，模拟器应该提供丰富的实时反馈和指导，以便驾驶者了解自己的驾驶表现，并及时纠正错误。
三、汽车驾驶模拟器的优化为了使汽车驾驶模拟器能够更加高效和稳定地运行，优化是必不可少的。
首先，优化模拟器的性能和图形渲染效果是十分重要的。
虚拟现实技术对计算机性能和图形硬件都有较高的要求，因此需要对模拟器进行性能测试和优化，以保证其流畅的运行和逼真的图像效果。
其次，为了提供更加真实的驾驶体验，模拟器的物理引擎也需要进行优化。
物理引擎是模拟车辆运动和碰撞的关键组件，需要确保其计算准确、稳定，并具有一定的逼真度。
最后，模拟器的用户界面也需要进行优化，以提供更加友好和直观的交互体验。
四、基于虚拟现实技术的汽车驾驶模拟器的未来发展随着虚拟现实技术的不断发展，基于虚拟现实技术的汽车驾驶模拟器也将不断进步和完善。
基于虚拟现实技术的汽车驾驶模拟与培训系统开发
基于虚拟现实技术的汽车驾驶模拟与培训系统开发随着科技的不断发展，虚拟现实技术逐渐应用于各个领域。
其中，基于虚拟现实技术的汽车驾驶模拟与培训系统正在成为驾校、汽车制造商以及交通运输领域的一个重要发展方向。
本文将探讨基于虚拟现实技术的汽车驾驶模拟与培训系统的开发，包括技术原理、应用场景及发展前景等。
一、技术原理基于虚拟现实技术的汽车驾驶模拟与培训系统主要利用头戴式显示设备、手柄等硬件设备，通过模拟实际驾车场景和操作，为学习者提供真实的驾驶体验。
系统通过建模和渲染技术，将虚拟驾驶场景呈现在学习者眼前，让其感受到真实的道路、汽车操控以及交通环境等。
技术原理主要包括以下几个方面：1. 软件模型构建：通过收集现实世界中的道路、汽车、交通标志等数据，利用计算机图形学和计算机辅助设计软件构建虚拟驾驶模型。
2. 物理模拟：通过相关算法模拟车辆运动学和动力学等物理特性，使得学习者在驾驶模拟中能够感受到真实的加速、制动、转向等操作。
3. 多感官交互：通过音效、振动等方式模拟真实驾驶中的声音、震动等感觉，提高学习者与模拟环境的身临其境感受。
4. 实时反馈：利用传感技术和算法，实时监控学习者的驾驶行为，提供准确的反馈信息，帮助学习者纠正不良驾驶习惯，提高驾驶技能。
二、应用场景基于虚拟现实技术的汽车驾驶模拟与培训系统可以广泛应用于以下场景：1. 驾驶培训：传统的驾驶培训通常需要学员亲自驾驶汽车，而虚拟现实驾驶模拟系统能够在真实场景中模拟各种驾驶情况，提供更安全、便捷的驾驶培训环境。
2. 驾驶评估：利用虚拟现实技术，可以对学习者的驾驶行为进行实时监测及评估，通过数据分析和反馈，帮助学员了解自己的驾驶技能水平，并针对性地进行训练和改进。
3. 驾驶研究：虚拟现实技术为研究驾驶行为提供了便捷的工具，研究人员可以通过驾驶模拟实验，深入探究驾驶者在各种交通场景下的行为特征，从而提出相关的驾驶安全策略。
4. 考试训练：对于需要考取驾驶执照的学员来说，通过虚拟现实驾驶模拟系统进行考试训练，可以提高学员通过驾驶考试的成功率，减少因驾驶技术不足而导致的失败情况。
《虚拟驾考系统设计》范文
《虚拟驾考系统设计》篇一一、引言在当前的信息化社会，科技进步和智慧化技术在交通安全管理中扮演着举足轻重的角色。
面对驾考工作的高需求、高要求和复杂的流程管理，传统的驾考模式已经无法满足现代社会的需求。
因此，设计一款虚拟驾考系统显得尤为重要。
本文将详细阐述虚拟驾考系统的设计思路、功能特点及其实施方案。
二、系统设计目标1. 优化驾考流程：简化考试报名、考试、领证等流程，提升考生驾考体验。
2. 强化训练效果：通过模拟真实驾驶环境，提高考生的驾驶技能和安全意识。
3. 提升管理效率：实现驾考过程的信息化管理，提高驾校和交通管理部门的工作效率。
三、系统功能特点1. 虚拟仿真训练：系统采用虚拟现实技术，模拟真实驾驶环境，使考生在训练过程中能够身临其境地感受驾驶过程。
2. 考试报名与预约：考生可通过系统进行在线报名和考试预约，减少现场排队等待时间。
3. 智能评分系统：系统具备智能评分功能，考生完成模拟驾驶后，系统可即时给出分数和操作建议。
4. 数据分析与统计：系统可对考生的考试数据进行分析和统计，为驾校和交通管理部门提供决策支持。
5. 实时监控与应急处理：系统可对考生训练和考试过程进行实时监控，发现异常情况及时处理。
四、系统实施方案1. 技术架构：系统采用B/S架构，支持多平台访问，确保系统的稳定性和可扩展性。
2. 开发环境：系统采用先进的开发语言和数据库技术，确保系统的运行效率和安全性。
3. 硬件配置：系统需配备高性能的服务器和存储设备，确保系统的数据处理能力和存储空间。
4. 培训与推广：对驾校工作人员和考生进行系统操作培训，推广系统的使用，提高系统的使用率。
五、具体模块设计1. 虚拟仿真训练模块：通过虚拟现实技术，模拟各种道路交通环境，如城市道路、高速公路、山区道路等，为考生提供真实的驾驶体验。
2. 在线报名与预约模块：考生可通过系统进行在线报名和考试预约，支持多种支付方式，方便快捷。
3. 智能评分与反馈模块：考生完成模拟驾驶后，系统根据预设的评分标准进行评分，并给出操作建议和改进方向。
CarSim介绍
制动力矩
T P
车速
制动系统的建模
AuTek Automobile Technology (Jilin) CO., LTD.Βιβλιοθήκη 动力传动系的建模油门输入 Ie
Ttcin
Te α e Ttcin ω e ωe
Ttcout ω tco
Ttcout×Ntrans Itrans
Ntrans
ω g Tg
发动机
液力变矩器
有良好的扩展性 价格较低 行业标准软件
CarSim软件的特点
图形用户界面
AuTek Automobile Technology (Jilin) CO., LTD.
车辆数学模型求解器
仿真器
CarSim的主要结构
图形用户界面用于定义车辆的特性参 数及仿真工况
数学模型用来仿真求解
用仿真器进行三维动画回放
Mechanical Simulation
建于1996年 是从UMTRI（密西根大 学交通运输研究所)脱离 出来的 专门研究汽车动力学软 件的专业公司
CarSim 背景
AuTek Automobile Technology (Jilin) CO., LTD.
CarSim
专门针对车辆动力学的仿真软 件
x(t1) + t•x• (.t1)
x(t1+ t) x(t1)
slope = •x(1t )
True function
x(t)
复杂的方程很难求出解析解， 数值算法能得到近似解
多体软件如ADAMS的模型 方程为微分－代数方程，通常 采用变步长的积分算法
CarSim中的方程为微分方程
采用二阶龙格－库塔求解方法
CarSim模型的扩展
基于虚拟现实的智能汽车驾驶模拟系统研究
基于虚拟现实的智能汽车驾驶模拟系统研究随着科技的不断发展，虚拟现实技术越来越受到人们的关注，也逐渐开始应用于各个领域。
在汽车行业中，基于虚拟现实的智能汽车驾驶模拟系统成为了新兴技术，被广泛研究和应用。
在传统的汽车驾驶培训中，学员通常需要进行实际的驾驶操作才能掌握技能和理论知识。
然而，这样的培训方式往往存在很多缺点，比如实际的驾驶操作存在一定的安全风险，同时还需要花费大量的时间和成本。
而基于虚拟现实技术的智能汽车驾驶模拟系统则可以很好地解决这些问题，为学员提供更加安全、高效、便捷的驾驶培训方式。
基于虚拟现实的智能汽车驾驶模拟系统可以通过模拟真实的驾驶场景、路况和车辆操作，帮助学员在虚拟的情境下掌握驾驶技能和理论知识。
系统利用虚拟现实技术给学员提供高度真实的视觉、听觉和触觉体验，使得学员可以在虚拟情境下尽情驾驶而不必担心实际安全问题。
在实现基于虚拟现实的智能汽车驾驶模拟系统的过程中，主要需要解决以下几个关键问题：一、虚拟情境建模基于虚拟现实的智能汽车驾驶模拟系统需要创建一个高度真实的虚拟情境，包括路况、天气、车辆、交通信号等元素。
这种建模需要考虑许多因素，如真实性、交互性和性能等，因此需要相应的技术支持。
二、驾驶行为模拟基于虚拟现实的智能汽车驾驶模拟系统需要模拟驾驶行为，包括加速、刹车、转向等操作。
这需要对车辆动力学、行为模型进行建模，并借助各种传感器和控制系统，进行实时操纵。
三、多设备互动基于虚拟现实的智能汽车驾驶模拟系统在实现过程中需要多个设备之间的互动，包括虚拟现实头盔、驾驶模拟器、控制器等。
这需要采用一些标准化技术，如VRPN、OpenVR等，以实现设备互动和协同工作。
基于虚拟现实的智能汽车驾驶模拟系统的研究和应用跨越了多个领域，如汽车驾驶培训、交通规划和城市设计等。
这也为学术界和产业界提供了广泛的研究和合作空间。
未来，随着虚拟现实技术的不断发展，基于虚拟现实的智能汽车驾驶模拟系统将会越来越成熟和普及，在人工智能和物联网等技术的支持下，将会在未来的汽车产业中扮演更加重要的角色。
实用的Blender驾驶模拟场景设计指南
实用的Blender驾驶模拟场景设计指南一、模型准备在Blender中设计驾驶模拟场景时，首先要准备好相关的模型。
这些模型包括车辆模型、道路模型、建筑物模型等等。
在选择模型时，要注意模型的质量和细节，以保证最终的场景是逼真且令人满意的。
二、道路建设接下来，我们需要开始建设道路。
在Blender中，使用“面建立”（Face Create）工具可以帮助我们快速创建道路。
首先，选中一个平面，然后使用该工具将其分割成多个小块，模拟出真实道路的线条。
接着，使用“驱动”（Driver）工具调整道路的形状，以便更好地适应场景需求。
三、材质与纹理好的材质和纹理可以让场景更加真实。
在Blender中，我们可以使用多种材质和纹理来增加细节。
比如，使用“纹理绘制”（Texture Painting）工具可以真实模拟出道路的沥青或石材纹理。
此外，使用“环境贴图”（Environment Mapping）可以为场景增加反射和折射效果，增加真实感。
四、光照设置光照是制造真实感的关键之一。
在Blender中，我们可以调整灯光的类型、位置和强度来实现各种不同的照明效果。
比如，使用“阳光”（Sun Lamp）来模拟出太阳的自然光；使用“聚光灯”（Spot Lamp）来照亮特定区域；使用“环境光”（Ambient Light）来增加整体光线等等。
在使用这些灯光时，要根据场景的需要进行合理调整，以便达到最佳的效果。
五、车辆动画为了让驾驶模拟场景更加真实，我们可以为车辆添加动画效果。
比如，可以设置车辆的转向、加速和制动等动作，以及车辆的悬挂和轮胎的旋转效果。
在Blender中，使用“动作编辑器”（Action Editor）可以方便地对车辆进行动画设置和编辑。
此外，使用“刚体”（Rigid Body）模拟系统可以模拟出车辆的物理特性，使其在场景中更加真实。
六、摄像机设定为了实现好的视觉效果，摄像机的设定非常重要。
在Blender中，我们可以使用“视角编辑器”（Viewport Editor）来设置摄像机的位置和角度。
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我的小作品
• 双摆动主轴头
每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成
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1、
功的路 。20.11.2520.11.25Wednesday, November 25, 2020
成功源于不懈的努力，人生最大的敌人是自己怯懦
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2、
。0 4:55:15 04:55:1 504:551 1/25/2 020 4:55:15 AM
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；
每天只看目标，别老想障碍
〔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
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
• 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
• 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
– 试验室中的设备
(Tool in labor)
– 重现车辆的真实运动状态和特征 (vehicle dynamics & characteristics)
– 重现驾驶员的真实驾驶操纵和反应
(Handlings and reactions)
– 重现在实际车辆驾驶过程中外界部环境 ( traffic environment)
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
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。
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
的实习机会。
徳国车辆驾驶模拟器的实例
• Daimler-Br-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(Stewart platform) • 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。
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
(real time simulation)
– 由电子计算机控制和计算 (calculated and controlled by computer)
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