基于VR技術(shù)的汽車(chē)駕駛模擬器對(duì)于駕駛培訓(xùn)的作用和實(shí)踐途徑研究

張鳳

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量大幅度增加，這不僅給道路交通管理帶來(lái)了更大的壓力，也增加了機(jī)動(dòng)車(chē)行駛的安全風(fēng)險(xiǎn)。汽車(chē)駕駛可以提高汽車(chē)駕駛教學(xué)的科學(xué)技術(shù)含量，促進(jìn)對(duì)汽車(chē)駕駛的理解和掌握。本文講述VR技術(shù)在汽車(chē)駕駛模擬系統(tǒng)中的應(yīng)用。通過(guò)對(duì)汽車(chē)構(gòu)成和功能上的分析， 建立相應(yīng)的模型。利用現(xiàn)有的多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一種令駕駛員身臨其境的虛擬汽車(chē)駕駛系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)駕駛 模擬器

Research on the Function and Practice Approach of Car Driving Simulator Based on VR Technology for Driving Training

Zhang Feng

Abstract：In recent years， the number of motor vehicles in China has increased significantly， which not only brings greater pressure to road traffic management， but also increases the safety risks of motor vehicles. Car driving can improve the scientific and technological content of car driving teaching and promote the understanding and mastery of car driving. This article describes the application of VR technology in a car driving simulation system. Through the analysis of the composition and function of the car， the corresponding model is established. Using existing technologies， a virtual car driving system that allows the driver to be on the scene is realized.

Key words：car driving， simulators

1 汽車(chē)駕駛模擬器應(yīng)用簡(jiǎn)述

汽車(chē)駕駛模擬器訓(xùn)練系統(tǒng)早在20世紀(jì)70年代就出現(xiàn)在美國(guó)、西歐等發(fā)達(dá)國(guó)家，并成為汽車(chē)駕駛模擬器訓(xùn)練的工具。1985年，梅賽德斯-奔馳在柏林成功開(kāi)發(fā)并應(yīng)用了六輪自由駕駛模擬器。以開(kāi)發(fā)高速汽車(chē)系列產(chǎn)品為主。上世紀(jì)90年代末，汽車(chē)駕駛模擬器進(jìn)入中國(guó)汽車(chē)駕駛模擬器采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、音視頻技術(shù)，機(jī)械工程技術(shù)和車(chē)輛工程技術(shù)模擬車(chē)輛駕駛環(huán)境，使學(xué)員能夠?qū)?chē)內(nèi)車(chē)輛駕駛進(jìn)行真實(shí)的研究。同時(shí)掌握交通法規(guī)和道路安全知識(shí)回復(fù)：與傳統(tǒng)的培訓(xùn)方法相比，汽車(chē)駕駛仿真系統(tǒng)可以替代一些實(shí)際的培訓(xùn)對(duì)象，有利于標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。科學(xué)規(guī)范駕駛培訓(xùn)，降低交通事故發(fā)生率。與傳統(tǒng)的培訓(xùn)方法相比，汽車(chē)駕駛模擬系統(tǒng)具有生動(dòng)、節(jié)能、安全、經(jīng)濟(jì)、高效等優(yōu)點(diǎn)。使學(xué)員能夠更快、更全面地掌握駕駛。有利于他們高效、優(yōu)質(zhì)地完成汽車(chē)駕駛實(shí)訓(xùn)，為以后的日常駕駛打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。智能汽車(chē)駕駛模擬器在汽車(chē)駕駛教學(xué)中的應(yīng)用是利用微機(jī)仿真技術(shù)對(duì)汽車(chē)駕駛艙進(jìn)行仿真，模擬各種可能的路況。

2 汽車(chē)駕駛模擬器相比于傳統(tǒng)駕駛培訓(xùn)的優(yōu)點(diǎn)

汽車(chē)駕駛模擬器采用一對(duì)一的教學(xué)方法，既能讓學(xué)生有與實(shí)際駕駛相同的感受，又能記錄學(xué)生的駕駛狀況，分析和指出駕駛員在駕駛過(guò)程中所犯的錯(cuò)誤。驅(qū)動(dòng)器.此外，駕駛模擬器在人員培訓(xùn)時(shí)間安排上更為合理。通過(guò)學(xué)生的駕駛情況，駕駛學(xué)?？梢院侠矸峙鋵W(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間，這改變了傳統(tǒng)駕駛訓(xùn)練中所有汽車(chē)專(zhuān)業(yè)學(xué)生整天呆在駕駛學(xué)校等待汽車(chē)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的現(xiàn)象。因此，汽車(chē)駕駛模擬器提高了培訓(xùn)學(xué)員的時(shí)間和效率。

在傳統(tǒng)的駕駛訓(xùn)練過(guò)程中，教練員通常在實(shí)際駕駛過(guò)程中傳授相應(yīng)的理論知識(shí)。學(xué)生理論知識(shí)的學(xué)習(xí)取決于學(xué)生的理論知識(shí)水平和教學(xué)能力。神經(jīng)系統(tǒng)駕駛模擬器的理論知識(shí)更加全面和權(quán)威。該模擬器可以接收所有的理論知識(shí)，并使用生動(dòng)的圖像來(lái)提高學(xué)習(xí)能力。在基礎(chǔ)學(xué)習(xí)之后，您還可以快速進(jìn)入響應(yīng)狀態(tài)，測(cè)試學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容力矩，模擬器可以根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)能力來(lái)顯示相應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

3 汽車(chē)駕駛模擬器的原理

駕駛模擬器有許多種部分組成，主要由控制部分、操作部分等等組成，在汽車(chē)的行駛過(guò)程中，駕駛模擬器具有非常重要的作用。通過(guò)VR技術(shù)呈現(xiàn)出來(lái)的虛擬影像，駕駛員可以根據(jù)道路的實(shí)際情況來(lái)對(duì)汽車(chē)進(jìn)行操作，以保證安全和速度的控制?；赩R技術(shù)的汽車(chē)駕駛模擬器可以通過(guò)聲音和圖像為駕駛員提供實(shí)時(shí)的道路狀況，使得駕駛員可以更好的在道路上駕駛。

此外，根據(jù)教學(xué)，模擬器可以模擬天氣條件，如雨，雪，霧，夜間等，可能出現(xiàn)在實(shí)際駕駛過(guò)程中，以及公路、高速公路和山區(qū)城市道路等，為了提高學(xué)生適應(yīng)能力?？刂葡到y(tǒng)可以實(shí)時(shí)更新交通方式，智能駕駛模擬器可以提供您所需要的信息和分析。

4 系統(tǒng)構(gòu)成與功能

駕駛模擬系統(tǒng)它是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬汽車(chē)在太空中的運(yùn)動(dòng)，包括：?jiǎn)?dòng)、轉(zhuǎn)彎、停車(chē)以及事故和異常引起的振動(dòng)，把司機(jī)帶進(jìn)房間救命，尼拉汽車(chē)駕駛包括以下幾個(gè)方面：駕駛員是汽車(chē)駕駛的主體，汽車(chē)帶電線。平直通過(guò)傳動(dòng)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)，包括各種控制儀表、開(kāi)關(guān)、控制棒、節(jié)氣門(mén)、制動(dòng)器等。所以駕駛模擬系統(tǒng)應(yīng)能夠提供虛擬駕駛環(huán)境，以便最后駕駛模擬，室外場(chǎng)景模擬，人體運(yùn)動(dòng)模擬，等等系統(tǒng)能夠接受和跟蹤駕駛員的操作，并集成到虛擬仿真系統(tǒng)的監(jiān)控環(huán)境中。

它包括橋梁仿真裝置、外景仿真裝置、人體運(yùn)動(dòng)仿真裝置和實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)計(jì)算器，El橋梁模擬器是該系統(tǒng)的操作部件司機(jī)。司機(jī)與驅(qū)動(dòng)器相連的儀器，開(kāi)關(guān)和控制由計(jì)算機(jī)圖形提供是生產(chǎn)出來(lái)的。駕駛模擬器的布局與新平臺(tái)的布局相對(duì)應(yīng)車(chē)輛外部場(chǎng)景模擬是仿真系統(tǒng)的重要組成部分。模擬真實(shí)的地形場(chǎng)景，比如街道，建筑物，標(biāo)志等車(chē)輛通過(guò)計(jì)算機(jī)生成的三維圖形或圖像在電子顯示屏上顯示，并聽(tīng)到相應(yīng)的聲音，這與駕駛員在車(chē)內(nèi)的視聽(tīng)基本相同，車(chē)身模擬裝置用于模擬車(chē)身運(yùn)動(dòng)，為車(chē)輛運(yùn)動(dòng)創(chuàng)造一個(gè)真實(shí)的環(huán)境，使駕駛員有駕駛的感覺(jué)。汽車(chē)的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)計(jì)算裝置主要用于計(jì)算汽車(chē)的動(dòng)態(tài)模式。包括驅(qū)動(dòng)所有設(shè)備的存儲(chǔ)設(shè)備，并且具有實(shí)時(shí)信息處理和實(shí)時(shí)控制功能。

系統(tǒng)可以改變駕駛狀況模擬。允許通過(guò)三維計(jì)算機(jī)圖像或圖形顯示、三維聲音和走廊振動(dòng)，使學(xué)生有一種沉浸感有。順便實(shí)現(xiàn)了駕駛技術(shù)的定量記錄和評(píng)價(jià)，旨在提高駕駛員的駕駛能力和變形能力。

5 VR技術(shù)模擬駕駛器在汽車(chē)駕駛教學(xué)中的應(yīng)用

目前，針對(duì)駕駛?cè)说呐嘤?xùn)主要有兩種：道路培訓(xùn)和物理模擬。它們的缺點(diǎn)是訓(xùn)練成本高，通用性和靈活性差，成本低，只能對(duì)某些車(chē)型進(jìn)行訓(xùn)練，容易受到地形和天氣條件的限制，駕駛員的駕駛能力不能定量評(píng)價(jià)，在一定程度上是不可靠的這就是為什么研究新的輸入設(shè)備環(huán)境是十分必要的。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是人機(jī)交互的一般概念互動(dòng)。基于計(jì)算機(jī)仿真和多媒體技術(shù)。允許人類(lèi)通過(guò)三維圖形表示、三維聲音合成和人類(lèi)感官模擬在計(jì)算機(jī)上生成虛擬現(xiàn)實(shí)空間到了。等等時(shí)間、人類(lèi)的態(tài)度和行為被傳感器和計(jì)算機(jī)跟蹤。這個(gè)計(jì)算機(jī)根據(jù)人類(lèi)的工作方式確定虛擬空間中的時(shí)間進(jìn)程，并實(shí)時(shí)修改圖形和聲音，人與虛擬空間的互動(dòng)認(rèn)識(shí)到。因此虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以應(yīng)用于不同系統(tǒng)操作人員的仿真系統(tǒng)中。

5.1 局部動(dòng)作的掌握

在學(xué)員進(jìn)行駕駛的時(shí)候，首先就是要保障學(xué)員的安全，其次才是對(duì)駕駛動(dòng)作的操作，在學(xué)員進(jìn)行駕駛的情況下充分利用駕駛汽車(chē)模擬器，使得學(xué)員在駕駛的過(guò)程中，可以對(duì)駕駛局部動(dòng)作更加的熟練。在駕駛的過(guò)程中，學(xué)員通過(guò)利用駕駛模擬器，對(duì)道路上的駕駛情況可以更加清楚和及時(shí)的了解到，從而有時(shí)間可以做出一些措施，以此來(lái)保障行人和駕駛員的安全性。

5.2 交替動(dòng)作的掌握

學(xué)員在駕駛時(shí)，通常要對(duì)駕駛技能進(jìn)行熟練，使得學(xué)員可以更加熟練的應(yīng)用。通過(guò)利用智能駕駛模擬器對(duì)學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，可以使學(xué)生熟練掌握各種操作程序，然后在實(shí)車(chē)上駕駛，有效縮短教學(xué)時(shí)間，學(xué)生們可以迅速進(jìn)入狀態(tài)，使得駕駛訓(xùn)練技能可以更加有效。

5.3 動(dòng)作的協(xié)調(diào)完善

學(xué)員在學(xué)習(xí)了不同的駕駛技能后，必須在特定的意義上鞏固自己的駕駛活動(dòng)，改進(jìn)其行動(dòng)的連貫性和協(xié)調(diào)性，并適應(yīng)不斷變化的運(yùn)輸條件;不適用。教學(xué)能適應(yīng)交通所要求的思維方式和感知方式，能與學(xué)生的心理活動(dòng)和肌肉運(yùn)動(dòng)進(jìn)行交流，并幫助學(xué)生做到這一點(diǎn)，快速準(zhǔn)確地完成駕駛操作恩。那個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在汽車(chē)駕駛仿真中具有以下優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約了培訓(xùn)成本，用虛擬現(xiàn)實(shí)代替了龐大昂貴的實(shí)用設(shè)備，使培訓(xùn)更加經(jīng)濟(jì)，通用和靈活。它能夠適應(yīng)各種車(chē)型的不同訓(xùn)練仿真，只需重新配置或重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)并修改相應(yīng)的軟件;對(duì)駕駛員的駕駛技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的定量評(píng)估，設(shè)計(jì)出更合理的操作程序;確保安全，避免初學(xué)者因駕駛不當(dāng)而發(fā)生交通事故的可能性這個(gè)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作虛擬車(chē)輛，在虛擬車(chē)輛中進(jìn)行駕駛訓(xùn)練，因此具有節(jié)能、節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，良好的重復(fù)性，不受位置和氣候條件的影響有限公司。縮短培訓(xùn)周期，提高培訓(xùn)效率。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的汽車(chē)推進(jìn)教學(xué)已不能適應(yīng)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，嚴(yán)重影響了汽車(chē)教育的效果這個(gè)駕駛教學(xué)能有效提高汽車(chē)訓(xùn)練的技術(shù)含量，完善課程設(shè)置，降低教學(xué)成本，提高教學(xué)質(zhì)量更好。更好符合環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展要求。

項(xiàng)目來(lái)源：2020年廣西高校中青年教師科研基礎(chǔ)能力提升項(xiàng)目。

項(xiàng)目名稱(chēng)：《基于VR技術(shù)的汽車(chē)駕駛模擬器在駕駛培訓(xùn)中的應(yīng)用研究》。

項(xiàng)目編號(hào)：（2020KY66016）。

參考文獻(xiàn)：

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