高级车辆驾驶模拟器概论

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Daimler-Benz高级车辆驾驶模拟器
所在地点: 柏林 开发时间: 四年 投入使用: 1985年 造价: 2千5百万马克
• 当时1辆C级奔驰小轿车的价值 : 大约4万马克 • 相当于625辆 奔驰小轿车的价值
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Daimler-Benz 车辆驾驶模拟器全景
专家评定 (客观事实,模拟结果和道路测 试结果相比)(科研功能) 普通驾驶员的接受程度(培训功能) 专业试车工程师的认可 (新产品开发功 能)
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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
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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。
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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
中等车辆驾驶模拟器 mid-level simulators
高级车辆驾驶模拟器 High-level simulators
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车辆驾驶模拟器的历史和现况
60/70年代,模拟式录像作为视感车辆驾驶模拟器 1983 美国(FHWA)静态车辆驾驶模拟器 1985 瑞典VTI 和Daimler-Benz高级车辆驾驶模拟器 …. 现在在Internet 能查到的高级车辆驾驶模拟器60多种
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美国(40%),德国(15%),法国(8%),英国(7%),荷兰(5%) 81%用于科研:汽车工业,政府机关,航空公司,军事部门,医院,科 学院,高校等 19%用于驾驶教学
目前世界顶级车辆驾驶模拟器:美国NADS模拟器(2002) …..
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我与AITEC车辆驾驶模拟器的相关情结
时间 1990 我 车辆驾驶模拟器 德国AITEC公司酝酿着开发商业性高级车辆驾驶模 拟器,委托我帮助起草 „车辆驾驶模拟器的组成部分和技术要求“ 和 „车辆动态模拟计算各种数学模型的比较和分析“ AITEC获得北莱茵高科技开发资助费200万马克 开发模拟器的工作公司全面展开 世界上第一台商业性高级车辆驾驶模拟器在汉渃威 世界工业博览会成功展出 世界上第一个商业性高级车辆驾驶模拟器服务公司 在德国科隆市落成 世界上第二个商业性高级车辆驾驶模拟器服务公司 在德国不来梅市落成 德国国防部进行高级车辆驾驶模拟器为培养和训练 军队驾驶员招标. AITEC公司因负债过多必需申请破产保护 4
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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。
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徳国车辆驾驶模拟器的实例
Daimler-Benz高级车辆驾驶模拟器 AITEC高级车辆驾驶模拟器 一些用于驾驶培训简易车辆驾驶模拟器 维尔茨堡 大学的车辆驾驶模拟器 幕尼黑工业大学高级车辆驾驶模拟器
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车辆驾驶模拟器的分类
低档车辆驾驶模拟器 low-level simulators
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associated with personal computers,pedals, and steering wheels use in driver education, medical establishments, rehabilitation settings include a mockup automobile and projection screens linked with a personal computer for data collection and study sounds and visual images government and academic environments require sophisticated hardware, software, and structural components. have a Stewart platform or hexapod for support of movement and orientation available at universities, government agencies,and research centers at major automobile manufacturers.
好的车辆驾驶模拟器要满足的其他要求标准
驾驶模拟器作为科研和测试设备要满足:
• 客观性 objectivity • 可靠性 reliability • 有效性validity
要真实的体现车辆,驾驶员和外部环境的相互关系 和相互作用
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对车辆驾驶模拟器评定方法和途径
1997
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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) 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)
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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(Stewart platform) 计算机： 多台大型实时模拟仿真电子计算机 控制台
高级车辆驾驶模拟器概论
Advanced Driving Simulators A Overview
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内容
前言 车辆驾驶模拟器的一般概况 车辆驾驶模拟器的应用范围 徳国车辆驾驶模拟器的实例 模拟器的总体规划和子系统设计 Leabharlann Baidu拟器的集成和协调问题 总结
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我与Daimler-Benz车辆驾驶模拟器的情结
时间 1979 1981 1983 1985 1987 1988/ 1989 1990 到德国不伦瑞克工业大学留学 科研项目“ 人—车闭环系统的研究和减少 道路交通事故的可能措施“ 作为课题负责人设计,规划和实施其试验 试图建立和识别驾驶员行为机理心理模型 对车辆驾驶模拟器试验数据和结果进行处 理,分析和总结.建立人—车闭环系统的数 学模型.提出改进汽车主动安全性的一些 方案和措施 Dr. Chen 车辆驾驶模拟器 Daimler-Benz开发部 酝酿着建一台研发性车辆 驾驶模拟器 世界上第一台研发性车辆驾驶模拟器破土动工 Daimler-Benz研发性车辆驾驶模拟器正在建设 中 奔驰研发性车辆驾驶模拟器在柏林落成 Prof. Mitschke和我前往柏林参观车辆驾驶模 拟器并同Daimler-Benz商谈试验的具体细节. Daimler-Benz配合我在Daimler-Benz研发性 车辆驾驶模拟器上作必要试验. Daimler-Benz为配合我的科研工作,向我提供了 比较详细车辆驾驶模拟器所使用的汽车动力模型和 参数.
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高级车辆驾驶模拟器要满足的要求标准
要给驾驶员一种在实际路面驾驶车辆的真 实感 驾驶员对车辆驾驶模拟器的感应要求
• 视觉感应(visual cues) • 听觉感应(auditory cues) • 运动感应(motion cueing) • 触摸感应(feeling cues)
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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
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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
1991 1992 1994 1995 1996
德国AITEC公 司高级工程 师;AITEC公司 车辆动力学和 运动仿真部部 门经理
在AITEC高级车辆驾驶模拟器上进行练习, 获得了大卡车,半挂列车和全挂列车的驾驶 执照. 协助AITEC积极参加德国国防部进行高级车 辆驾驶模拟器的投标 离开AITEC公司,进入德国汽车工业界 Dr. Chen
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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。