在我國，隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展,行車高速化、駕駛員非職業(yè)化是必然趨勢。但是，由于我國人口眾多，交通設施狀況也還不盡人意，因而行車困難程度比較高，發(fā)生交通事故的概率也很大，尤其是新駕駛員發(fā)生事故的比例占50%以上。這說明，在我國駕駛員的培訓還沒有達到很好的效果，駕駛員的素質有待進一步提高。另一方面，實車培訓駕駛員需耗費昂貴的油料，還要加上大量的車輛維修費等，而且新駕駛員因操縱不當而給生態(tài)環(huán)境帶來噪音、廢氣等污染也比熟練駕駛員高得多。這些問題都是非�，F(xiàn)實的，迫切需要解決。為解決以上各種矛盾，針對性地開發(fā)出FBS-07 型汽車駕駛模擬器。 DB-QS622 型汽車駕駛模擬器（Vehicle Simulator）是一種能正確模擬汽車駕駛動作，獲得實車駕駛感覺的仿真設備，故又稱為汽車模擬駕駛仿真系統(tǒng)。是一種既能提高駕駛員水平,又降低各種費用的最為有效的訓練工具。由于它集成了傳感器技術、計算機技術、三維實時動畫技術、計算機接口技術、人工智能技術、數(shù)據(jù)通信技術、網(wǎng)絡技術、多媒體技術、等先進技術。以計算機仿真和計算機三維成像等高技術為核心，能夠模擬汽車駕駛的運行環(huán)境和操作效果,受訓人員可以有駕駛汽車的真實感覺。顯然，汽車駕駛模擬器具有節(jié)能、安全、經(jīng)濟和培訓不受時間、氣候、場地的限制,訓練效率高、培訓周期短等優(yōu)點。將它廣泛用于車輛駕駛培訓,非常適合中國市場需求。 在國外，汽車駕駛模擬器的研究開始較早，汽車駕駛模擬器作為培訓工具在發(fā)達國家早已普遍運用，日本政府在1970 年就以正式法律規(guī)定，汽車駕駛學校必須裝備汽車駕駛模擬器。美國在上一世紀70 年中期就有500 多所汽車駕駛學校裝備了汽車駕駛模擬訓練器，大多數(shù)歐洲國家也相繼制定了使用汽車駕駛訓練模擬器的法規(guī)。然而，在國內，在駕駛模擬器方面的研究起步較晚，經(jīng)歷了一個從引進國外產(chǎn)品到自行研制的較漫長的發(fā)展過程。一些公司開發(fā)了汽車駕駛訓練模擬器，但與國際先進水平相比，有較大的差距。還存在著開發(fā)技術含量低，汽車視景與操縱動作脫節(jié)、滯后，“沉浸感”，“交互性”，與“實時性” 不強，價格偏高等不足。 FBS-08 型汽車駕駛模擬器是基于分布式虛擬現(xiàn)實技術的特點，虛擬現(xiàn)實技 6 術是用高科技手段如高速圖形計算機、頭盔顯示器或其他三維視覺通道、 維位置跟蹤器和立體聲音響等構造出一種人工環(huán)境，它具有模仿人的視覺、聽覺、觸覺等感知功能的能力，具有使人可以親身體驗沉浸在這種虛擬環(huán)境中并與之相互作用的能力。虛擬現(xiàn)實技術具有以下四個重要特征： 多感知性。所謂多感知性就是指除了一般計算機所具有的視覺感知外，還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運動感知等，理想的虛擬現(xiàn)實就是應該具有人所具有的感知功能。 存在感。又稱臨場感。它是指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實程度。理想的虛擬環(huán)境應該達到使用戶難以分辨真假的程度。 交互性。交互性是指用戶對虛擬環(huán)境內物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度（包括實時性）。例如，用戶可以用手去直接抓取環(huán)境中的物體，這時手有握住東西的感覺，并可以感覺物體的重量，視場中的物體也隨手的移動而移動。 自主性。它是指虛擬環(huán)境中物體依據(jù)物理定律動作的程度。例如，用戶使用駕駛模擬器駕駛虛擬汽車時，用腳踩剎車時就有汽車停住并有一定慣性的感覺，視場中的物體也隨汽車的行駛而向后移動。 分布式虛擬現(xiàn)實技術（DVR）是基于網(wǎng)絡的虛擬環(huán)境，在這個環(huán)境中，位于不同物理環(huán)境位置的多個用戶或多個虛擬環(huán)境通過網(wǎng)絡相聯(lián)結，每個用戶在一個虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，通過計算機與其他用戶進行交互，并共享信息。 設計和實現(xiàn)DVR 系統(tǒng)時，必須考慮以下網(wǎng)絡信息因素： 網(wǎng)絡帶寬，它是虛擬世界大小和復雜度的一個決定因素。當參加者增加時，帶寬需要也隨著增加。 分布機制，它直接影響系統(tǒng)的可擴充性。其中多播機制能為駕駛模擬器系統(tǒng)提供一對多和多對多的消息發(fā)布服務。 延遲響應，虛擬環(huán)境交互和動態(tài)特性的因素是延遲。如果要使分布式環(huán)境仿真真實世界，則必須實時操作，從而增加真實感。對于 DVR 系統(tǒng)中的網(wǎng)絡延遲可以通過使用專用聯(lián)結、對路由器和交換技術進行改進、快速交換接口和計算機等來縮減。 可靠性，在增加通信帶寬和減少通信延遲這兩方面進行折中時，這要考慮通信的可靠性問題。可靠性由具體的應用要求來決定。有些協(xié)議有較高的可靠 7 性，則傳輸速度慢，反之亦然。 8 第二章 汽車駕駛模擬器操縱系統(tǒng)的總布置 2.1 離合器操縱系統(tǒng)的功用和要求 1．功用 （1）保證汽車平穩(wěn)起步 汽車起步之前，駕駛員先踩下離合器踏板，將離合器分離，使發(fā)動機與傳動系斷開，再將變速器掛上檔，然后緩速松開離合器踏板，使離合器逐漸接合。在離合器逐漸接合過程中，發(fā)動機所受阻力矩也逐漸增加，故應同時逐漸踩下加速踏板，增加發(fā)動機的輸出功率，使發(fā)動機的轉速始終保持在最低穩(wěn)定轉速以上而不熄火。由于離合器的接合緊密程度逐漸增大，驅動輪的轉矩便逐漸地增加，到牽引力足以克服起步阻力時，汽車即開始平穩(wěn)起步并逐步加速。 保證變速器換檔時工作平順 在汽車行駛過程中，為了適應不斷變化的行駛條件，變速器需要經(jīng)常換用不同檔位工作。普通齒輪式變速器的換檔一般是通過撥動換檔機構來實現(xiàn)的，使原用檔位的齒輪副退出嚙合，另一檔位的齒輪副進入工作。在換檔前必須踩下離合器踏板，中斷動力傳遞，然后再進行換檔操作，便于使原用檔位的嚙合齒輪副脫開，同時有可能使新檔位嚙合齒輪副的嚙合部位的速度逐漸趨于相等（同步），這樣，進入嚙合時的沖擊可以大為減輕。 2．要求 （1）能實現(xiàn)漸進接合。 （2）分離迅速徹底,接合柔和平順。 （3）工作可靠，操縱輕便。 2.2 制動器操縱系統(tǒng)的功用和要求 1．功用 （1）保證汽車減速或停車 汽車以一定的車速行駛時具有一定的動能。隨著汽車行駛速度的不斷提高，要使行駛中的汽車減速或停車，就必須強制地對汽車施加一個與汽車行駛方向 9 相反的制動力，駕駛員根據(jù)道路和交通等情況對制動力進行控制，以實現(xiàn)一定程度的強制制動，使汽車減速或停車。 （2）保證汽車下坡時維持穩(wěn)定的車速 汽車在下長坡時，在重力的作用下，有不斷加速到危險程度的趨勢，此時應控制制動力將車速限制在一定的安全值以內，并保持穩(wěn)定。 （3）保證汽車原地可靠停車 當汽車停下來后，需要可靠的停車（包括在坡道上停車），使汽車可靠地駐留原地不動。 2．要求 （1）具備使行駛中的汽車減速或停車的行車制動器（腳制動）。 （2）具備使已停駛的汽車駐留原地不動的駐車制動器（手制動）。 （3）行車制動器制動力的大小應在一定范圍內逐漸變化，駐車制動器則無此必要。 (4)工作可靠，操縱輕便。 2.3 加速操縱系統(tǒng)的功用和要求 1．功用 汽車在一定的使用條件下需要加速前進或超車時，需要增加發(fā)動機的輸出功率，對于汽油發(fā)動機是加大節(jié)氣門的開度，對于柴油發(fā)動機是增加噴油泵的供油量。駕駛員根據(jù)需要，踩下加速踏板，增加發(fā)動機的輸出功率。 2．要求 （1）發(fā)動機的輸出功率的大小應在一定范圍內逐漸變化， （2）工作可靠，操縱輕便。 2.4 變速器操縱系統(tǒng)的功用和要求 1．功用 （1）改變傳動比，改變汽車的行駛速度和牽引力。 汽車的使用情況非常復雜，它要求汽車的牽引力和車速能在相當大的范圍變化，而發(fā)動機輸出的轉矩和轉速變化范圍小，為適應經(jīng)常變化的行駛條件， 10 同時使發(fā)動機在有利的工況下（功率較高、油耗較低）工作，傳動系中須設置變速器，并具備上述功用。 （2）使汽車能倒退行駛 發(fā)動機不能反轉，在發(fā)動機的旋轉方向不變的情況下，汽車能倒退行駛。 （3）利用空檔，切斷動力傳遞 在汽車滑行、停車時，不必關閉發(fā)動機，便能切斷發(fā)動機與傳動系統(tǒng)的動力傳遞，或在汽車啟動、怠速、換檔時，也能切斷發(fā)動機與傳動系統(tǒng)的動力傳遞。 2．要求 （1）應具有適當?shù)臋n位數(shù)和變速比，使汽車具有良好的動力性和經(jīng)濟性，并能與發(fā)動機的工作匹配。 （2）應設置有倒檔位和空檔位，使汽車能倒退行駛及切斷動力傳遞。 （3）工作可靠，操縱輕便。 2.5 轉向操縱系統(tǒng)的功用和要求 1．功用 （1）改變汽車的行駛方向 汽車在道路行駛時，駕駛員根據(jù)道路情況和交通狀況轉動方向盤，轉向力矩通過轉向系統(tǒng)變向及放大后使轉向輪偏轉，改變汽車的行駛方向。 （2）恢復汽車原來的行駛方向 在汽車直線行駛時，轉向盤往往會受到路面?zhèn)认蚋蓴_力的作用，自動偏轉而改變行駛方向，此時駕駛員也可以通過轉向系統(tǒng)使轉向輪向相向方向偏轉，使汽車恢復原來的行駛方向。 （3）使轉向盤自動回正 在汽車直線行駛時，轉向輪會受到偶然出現(xiàn)的路面?zhèn)认蚍戳Χ�發(fā)生意外偏轉，使汽車意外地轉向，為了使汽車能穩(wěn)定地保持直線行駛方向，要求轉向輪偶然發(fā)生偏轉后能自動回復到相應于直線行駛的中立位置，這也相當于轉向盤自動回正。另一方面，汽車在完成轉向后需要恢復直線行駛時，自動回正功能也能使汽車能輕便、穩(wěn)定地恢復直線行駛方向。 11 2．要求 （1）有適當?shù)淖兯俦�，將轉向盤較大的轉動角度減小為轉向輪較小的轉動角度。 （2）有專門的機構使轉向盤自動回正，轉向盤回正時不打手。 （3）轉向盤的轉動總圈數(shù)與實車基本相同。 （4）工作可靠，操縱輕便。