虚拟驾驶半物理仿真平台研究

发布时间：2020-06-24 19:31

【摘要】：虚拟驾驶仿真平台在驾驶员培训、人机工程研究、车辆产品开发等领域有着广泛的应用,针对传统虚拟驾驶平台有硬件设施成本较高、交互性较差、仿真车辆类型单一、通用性低等问题,本文设计了一种虚拟驾驶半物理仿真平台,在传统的虚拟驾驶平台基础上,加入半物理仿真技术,同时设计了车辆和行人的智能化驱动算法,使得平台可以更好的模拟实际车辆的行驶过程。本文主要完成如下工作:(1)提出并设计了将虚拟现实技术和半物理仿真技术相结合的平台架构,降低了传统虚拟驾驶平台的开发成本,为虚拟驾驶平台研发低成本化、简单化提供了新思路。(2)重点设计并完成了虚拟场景的搭建。该场景在参考现实世界中建筑、道路、植被等景物的基础上,同时加入交通信号灯系统、路灯系统、二十四小时时间变化系统、雨雪雾天气系统,大大增加了本平台的真实性。(3)分析并完成了车辆动力学模型的建模。建立了三种车辆基础动力学模型,即驱动动力学模型、制动动力学模型和转向动力学模型。模拟出了较为真实的车辆运动,同时可以根据用户需求更改车辆属性,使得本平台具有可拓展性。(4)设计了车辆和行人的智能化驱动算法。智能化驱动算法实现了车辆可自主寻路、自主超车、自主识别交通信号灯的功能,行人自由行走并根据交通信号灯穿越人行横道线功能,使得本平台更加智能化。经过各部分的单元测试以及集成测试,所设计的虚拟驾驶半物理仿真平台运行正常,并能实现预期功能,结果证明了本平台的整体方案是正确可行的,为虚拟驾驶平台的后续研究提供了较好的支撑。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U471.3
【图文】：

图 1.2 丰田公司研制的虚拟驾驶仿真平台美国福特公司（Ford Motor Company）研制了一台名为 VIRTTEX 的虚拟驾驶平台，如图 1.3（左）所示，用于对动态安全技术和驾驶员辅助技术进行开发和测试[6] 荷兰Cruden 公司研制出了一种赛车虚拟驾驶平台，如图 1.3（右）所示，该平台型号为 CrudenHexatech，售价约为 130 万人民币，通过几个液压缸来模拟悬挂系统，同时模拟了赛车的传动系统 转向系统 制动系统 牵引力系统等，甚至还配备真实的安全带系统，在虚拟赛车碰撞障碍后，安全带会自动锁紧 同时，驾驶员通过三个 42 寸大屏显示器观测赛道两旁景物，可以给驾驶员带来强烈的视觉感受，让驾驶员感受到真实赛车的驾驶体验[7]

图 1.2 丰田公司研制的虚拟驾驶仿真平台美国福特公司（Ford Motor Company）研制了一台名为 VIRTTEX 的虚拟驾驶平台，如图 1.3（左）所示，用于对动态安全技术和驾驶员辅助技术进行开发和测试[6] 荷兰Cruden 公司研制出了一种赛车虚拟驾驶平台，如图 1.3（右）所示，该平台型号为 CrudenHexatech，售价约为 130 万人民币，通过几个液压缸来模拟悬挂系统，同时模拟了赛车的传动系统 转向系统 制动系统 牵引力系统等，甚至还配备真实的安全带系统，在虚拟赛车碰撞障碍后，安全带会自动锁紧 同时，驾驶员通过三个 42 寸大屏显示器观测赛道两旁景物，可以给驾驶员带来强烈的视觉感受，让驾驶员感受到真实赛车的驾驶体验[7]

【参考文献】

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本文编号：2728262