教學(xué)設(shè)備

   在我國(guó)，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,行車(chē)高速化、駕駛員非職業(yè)化是必然趨勢(shì)。但是，由于我國(guó)人口眾多，交通設(shè)施狀況也還不盡人意，因而行車(chē)?yán)щy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(shuō)明，在我國(guó)駕駛員的培訓(xùn)還沒(méi)有達(dá)到很好的效果，駕駛員的素質(zhì)有待進(jìn)一步提高。另一方面，實(shí)車(chē)培訓(xùn)駕駛員需耗費(fèi)昂貴的油料，還要加上大量的車(chē)輛維修費(fèi)等，而且新駕駛員因操縱不當(dāng)而給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)噪音、廢氣等污染也比熟練駕駛員高得多。這些問(wèn)題都是非�，F(xiàn)實(shí)的，迫切需要解決。為解決以上各種矛盾，針對(duì)性地開(kāi)發(fā)出FBS-07 型汽車(chē)駕駛模擬器。 DB-QS622 型汽車(chē)駕駛模擬器（Vehicle Simulator）是一種能正確模擬汽車(chē)駕駛動(dòng)作，獲得實(shí)車(chē)駕駛感覺(jué)的仿真設(shè)備，故又稱(chēng)為汽車(chē)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(fèi)用的最為有效的訓(xùn)練工具。由于它集成了傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、三維實(shí)時(shí)動(dòng)畫(huà)技術(shù)、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、等先進(jìn)技術(shù)。以計(jì)算機(jī)仿真和計(jì)算機(jī)三維成像等高技術(shù)為核心，能夠模擬汽車(chē)駕駛的運(yùn)行環(huán)境和操作效果,受訓(xùn)人員可以有駕駛汽車(chē)的真實(shí)感覺(jué)。顯然，汽車(chē)駕駛模擬器具有節(jié)能、安全、經(jīng)濟(jì)和培訓(xùn)不受時(shí)間、氣候、場(chǎng)地的限制,訓(xùn)練效率高、培訓(xùn)周期短等優(yōu)點(diǎn)。將它廣泛用于車(chē)輛駕駛培訓(xùn),非常適合中國(guó)市場(chǎng)需求。 在國(guó)外，汽車(chē)駕駛模擬器的研究開(kāi)始較早，汽車(chē)駕駛模擬器作為培訓(xùn)工具在發(fā)達(dá)國(guó)家早已普遍運(yùn)用，日本政府在1970 年就以正式法律規(guī)定，汽車(chē)駕駛學(xué)校必須裝備汽車(chē)駕駛模擬器。美國(guó)在上一世紀(jì)70 年中期就有500 多所汽車(chē)駕駛學(xué)校裝備了汽車(chē)駕駛模擬訓(xùn)練器，大多數(shù)歐洲國(guó)家也相繼制定了使用汽車(chē)駕駛訓(xùn)練模擬器的法規(guī)。然而，在國(guó)內(nèi)，在駕駛模擬器方面的研究起步較晚，經(jīng)歷了一個(gè)從引進(jìn)國(guó)外產(chǎn)品到自行研制的較漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程。一些公司開(kāi)發(fā)了汽車(chē)駕駛訓(xùn)練模擬器，但與國(guó)際先進(jìn)水平相比，有較大的差距。還存在著開(kāi)發(fā)技術(shù)含量低，汽車(chē)視景與操縱動(dòng)作脫節(jié)、滯后，“沉浸感”，“交互性”，與“實(shí)時(shí)性” 不強(qiáng)，價(jià)格偏高等不足。 FBS-08 型汽車(chē)駕駛模擬器是基于分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)，虛擬現(xiàn)實(shí)技 6 術(shù)是用高科技手段如高速圖形計(jì)算機(jī)、頭盔顯示器或其他三維視覺(jué)通道、 維位置跟蹤器和立體聲音響等構(gòu)造出一種人工環(huán)境，它具有模仿人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感知功能的能力，具有使人可以親身體驗(yàn)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(shí)技術(shù)具有以下四個(gè)重要特征： 多感知性。所謂多感知性就是指除了一般計(jì)算機(jī)所具有的視覺(jué)感知外，還有聽(tīng)覺(jué)感知、力覺(jué)感知、觸覺(jué)感知、運(yùn)動(dòng)感知等，理想的虛擬現(xiàn)實(shí)就是應(yīng)該具有人所具有的感知功能。 存在感。又稱(chēng)臨場(chǎng)感。它是指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實(shí)程度。理想的虛擬環(huán)境應(yīng)該達(dá)到使用戶難以分辨真假的程度。 交互性。交互性是指用戶對(duì)虛擬環(huán)境內(nèi)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(shí)時(shí)性）。例如，用戶可以用手去直接抓取環(huán)境中的物體，這時(shí)手有握住東西的感覺(jué)，并可以感覺(jué)物體的重量，視場(chǎng)中的物體也隨手的移動(dòng)而移動(dòng)。 自主性。它是指虛擬環(huán)境中物體依據(jù)物理定律動(dòng)作的程度。例如，用戶使用駕駛模擬器駕駛虛擬汽車(chē)時(shí)，用腳踩剎車(chē)時(shí)就有汽車(chē)停住并有一定慣性的感覺(jué)，視場(chǎng)中的物體也隨汽車(chē)的行駛而向后移動(dòng)。 分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（DVR）是基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境中，位于不同物理環(huán)境位置的多個(gè)用戶或多個(gè)虛擬環(huán)境通過(guò)網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)結(jié)，每個(gè)用戶在一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，通過(guò)計(jì)算機(jī)與其他用戶進(jìn)行交互，并共享信息。 設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)DVR 系統(tǒng)時(shí)，必須考慮以下網(wǎng)絡(luò)信息因素： 網(wǎng)絡(luò)帶寬，它是虛擬世界大小和復(fù)雜度的一個(gè)決定因素。當(dāng)參加者增加時(shí)，帶寬需要也隨著增加。 分布機(jī)制，它直接影響系統(tǒng)的可擴(kuò)充性。其中多播機(jī)制能為駕駛模擬器系統(tǒng)提供一對(duì)多和多對(duì)多的消息發(fā)布服務(wù)。 延遲響應(yīng)，虛擬環(huán)境交互和動(dòng)態(tài)特性的因素是延遲。如果要使分布式環(huán)境仿真真實(shí)世界，則必須實(shí)時(shí)操作，從而增加真實(shí)感。對(duì)于 DVR 系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)延遲可以通過(guò)使用專(zhuān)用聯(lián)結(jié)、對(duì)路由器和交換技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)、快速交換接口和計(jì)算機(jī)等來(lái)縮減。 可靠性，在增加通信帶寬和減少通信延遲這兩方面進(jìn)行折中時(shí)，這要考慮通信的可靠性問(wèn)題�？煽啃杂删唧w的應(yīng)用要求來(lái)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(chē)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(chē)平穩(wěn)起步 汽車(chē)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(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系斷開(kāi)，再將變速器掛上檔，然后緩速松開(kāi)離合器踏板，使離合器逐漸接合。在離合器逐漸接合過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)所受阻力矩也逐漸增加，故應(yīng)同時(shí)逐漸踩下加速踏板，增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速始終保持在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速以上而不熄火。由于離合器的接合緊密程度逐漸增大，驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩便逐漸地增加，到牽引力足以克服起步阻力時(shí)，汽車(chē)即開(kāi)始平穩(wěn)起步并逐步加速。 保證變速器換檔時(shí)工作平順 在汽車(chē)行駛過(guò)程中，為了適應(yīng)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(guò)撥動(dòng)換檔機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)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(jìn)入工作。在換檔前必須踩下離合器踏板，中斷動(dòng)力傳遞，然后再進(jìn)行換檔操作，便于使原用檔位的嚙合齒輪副脫開(kāi)，同時(shí)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(jìn)入嚙合時(shí)的沖擊可以大為減輕。 2．要求 （1）能實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)接合。 （2）分離迅速?gòu)氐?接合柔和平順。 （3）工作可靠，操縱輕便。 2.2 制動(dòng)器操縱系統(tǒng)的功用和要求 1．功用 （1）保證汽車(chē)減速或停車(chē) 汽車(chē)以一定的車(chē)速行駛時(shí)具有一定的動(dòng)能。隨著汽車(chē)行駛速度的不斷提高，要使行駛中的汽車(chē)減速或停車(chē)，就必須強(qiáng)制地對(duì)汽車(chē)施加一個(gè)與汽車(chē)行駛方向 9 相反的制動(dòng)力，駕駛員根據(jù)道路和交通等情況對(duì)制動(dòng)力進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)一定程度的強(qiáng)制制動(dòng)，使汽車(chē)減速或停車(chē)。 （2）保證汽車(chē)下坡時(shí)維持穩(wěn)定的車(chē)速 汽車(chē)在下長(zhǎng)坡時(shí)，在重力的作用下，有不斷加速到危險(xiǎn)程度的趨勢(shì)，此時(shí)應(yīng)控制制動(dòng)力將車(chē)速限制在一定的安全值以內(nèi)，并保持穩(wěn)定。 （3）保證汽車(chē)原地可靠停車(chē) 當(dāng)汽車(chē)停下來(lái)后，需要可靠的停車(chē)（包括在坡道上停車(chē)），使汽車(chē)可靠地駐留原地不動(dòng)。 2．要求 （1）具備使行駛中的汽車(chē)減速或停車(chē)的行車(chē)制動(dòng)器（腳制動(dòng)）。 （2）具備使已停駛的汽車(chē)駐留原地不動(dòng)的駐車(chē)制動(dòng)器（手制動(dòng)）。 （3）行車(chē)制動(dòng)器制動(dòng)力的大小應(yīng)在一定范圍內(nèi)逐漸變化，駐車(chē)制動(dòng)器則無(wú)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(chē)在一定的使用條件下需要加速前進(jìn)或超車(chē)時(shí)，需要增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，對(duì)于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)是加大節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度，對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的輸出功率。 2．要求 （1）發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率的大小應(yīng)在一定范圍內(nèi)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(dòng)比，改變汽車(chē)的行駛速度和牽引力。 汽車(chē)的使用情況非常復(fù)雜，它要求汽車(chē)的牽引力和車(chē)速能在相當(dāng)大的范圍變化，而發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍小，為適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件， 10 同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利的工況下（功率較高、油耗較低）工作，傳動(dòng)系中須設(shè)置變速器，并具備上述功用。 （2）使汽車(chē)能倒退行駛 發(fā)動(dòng)機(jī)不能反轉(zhuǎn)，在發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向不變的情況下，汽車(chē)能倒退行駛。 （3）利用空檔，切斷動(dòng)力傳遞 在汽車(chē)滑行、停車(chē)時(shí)，不必關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，便能切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力傳遞，或在汽車(chē)啟動(dòng)、怠速、換檔時(shí)，也能切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力傳遞。 2．要求 （1）應(yīng)具有適當(dāng)?shù)臋n位數(shù)和變速比，使汽車(chē)具有良好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，并能與發(fā)動(dòng)機(jī)的工作匹配。 （2）應(yīng)設(shè)置有倒檔位和空檔位，使汽車(chē)能倒退行駛及切斷動(dòng)力傳遞。 （3）工作可靠，操縱輕便。 2.5 轉(zhuǎn)向操縱系統(tǒng)的功用和要求 1．功用 （1）改變汽車(chē)的行駛方向 汽車(chē)在道路行駛時(shí)，駕駛員根據(jù)道路情況和交通狀況轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)，轉(zhuǎn)向力矩通過(guò)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)變向及放大后使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，改變汽車(chē)的行駛方向。 （2）恢復(fù)汽車(chē)原來(lái)的行駛方向 在汽車(chē)直線行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向盤(pán)往往會(huì)受到路面?zhèn)认蚋蓴_力的作用，自動(dòng)偏轉(zhuǎn)而改變行駛方向，此時(shí)駕駛員也可以通過(guò)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使轉(zhuǎn)向輪向相向方向偏轉(zhuǎn)，使汽車(chē)恢復(fù)原來(lái)的行駛方向。 （3）使轉(zhuǎn)向盤(pán)自動(dòng)回正 在汽車(chē)直線行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向輪會(huì)受到偶然出現(xiàn)的路面?zhèn)认蚍戳Χ�發(fā)生意外偏轉(zhuǎn)，使汽車(chē)意外地轉(zhuǎn)向，為了使汽車(chē)能穩(wěn)定地保持直線行駛方向，要求轉(zhuǎn)向輪偶然發(fā)生偏轉(zhuǎn)后能自動(dòng)回復(fù)到相應(yīng)于直線行駛的中立位置，這也相當(dāng)于轉(zhuǎn)向盤(pán)自動(dòng)回正。另一方面，汽車(chē)在完成轉(zhuǎn)向后需要恢復(fù)直線行駛時(shí)，自動(dòng)回正功能也能使汽車(chē)能輕便、穩(wěn)定地恢復(fù)直線行駛方向。 11 2．要求 （1）有適當(dāng)?shù)淖兯俦�，將轉(zhuǎn)向盤(pán)較大的轉(zhuǎn)動(dòng)角度減小為轉(zhuǎn)向輪較小的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。 （2）有專(zhuān)門(mén)的機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向盤(pán)自動(dòng)回正，轉(zhuǎn)向盤(pán)回正時(shí)不打手。 （3）轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)總?cè)��?shù)與實(shí)車(chē)基本相同。 （4）工作可靠，操縱輕便。