汽车驾驶模拟器是对汽车驾驶情况、安全性能、道路状况等进行仿真研究和开发的驾驶员培训实验装备。它能实时并正确地模拟汽车驾驶动作,让驾驶者获得实车驾驶感觉的仿真设备。 汽车驾驶模拟器,又称为汽车模拟驾驶仿真系统,它集合了机械传动技术、传感器技术、计算机技术、计算机图形学、三维实时动画技术、计算机接口技术、人工智能技术、数据通信技术、网络技术、多媒体技术等多种先进技术与学科知识,是一个交叉了多项技术的高科技平台。借助于驾驶模拟器,能对汽车一驾驶员一道路(环境)相互作用关系进行研究,也能对驾驶人员进行训练。 在本课题的开发中,笔者研究的内容主要包含了汽车驾驶模拟器电子控制系统、网络数据通信和视景仿真系统等几个模块。这几个模块是汽车驾驶模拟器系统中的控制核心,分布式交互系统中数据传输的核心,以及虚拟交通场景的重要组成部分。这些模块对整个系统的功能、效果、成本等有着重要有决定作用。 本文按照从硬件到软件,从底层技术到功能实现的步骤,分章节介绍了汽车驾驶模拟器底层的硬件原理与结构,人机软硬件接口及实现方法;分布式交互场景中,多台模拟器网络通信的技术基础与实现方法,和数据传输定义;城市虚拟场景建模中使用到的各种技术、场景优化方法与城市交通规则的规划等。 经过笔者在本课题中的研究与开发,基本实现了汽车模拟器的主要功能,解决了系统中的主要问题,建立了一套可以进行分布式交互的汽车驾驶模拟器的开发平台。 在研究过程中,笔者开发出了有自主知识产权、有实用价值的信号采集系统、控制设备和人机软硬件接口。此外,还实现了分布式网络通信,建立了包含部分交通规则,有良好沉浸感的虚拟城市场景。这些功能的实现让汽车驾驶模拟器的使用者有和真车一样的手感和力感,以及身临其境的驾车感觉,并为日后进一步的开发与完善奠定了良好的基础。