基于洗出濾波算法的六自由度汽車駕駛模擬實驗平臺設(shè)計開發(fā).pdf

1、據(jù)統(tǒng)計，道路交通事故的發(fā)生有90％以上與駕駛?cè)讼嚓P(guān)，因此，研究駕駛?cè)诵袨?，明確駕駛行為影響因素和機(jī)理，已經(jīng)成為保障道路交通安全，減少交通事故的關(guān)鍵。汽車駕駛模擬器作為駕駛?cè)诵袨檠芯康闹髁鲗嶒炂脚_，其逼真度和技術(shù)含量對駕駛行為實驗的有效性有著重要影響，先進(jìn)的實驗設(shè)備是駕駛行為研究的基礎(chǔ)保障。因此，本文依據(jù)汽車駕駛模擬實驗平臺功能需求，基于人機(jī)工程原理搭建了六自由度汽車駕駛模擬器，選取Stewart平臺作為汽車駕駛模擬器的運(yùn)動平臺提供六個自

2、由度的運(yùn)動，針對運(yùn)動平臺進(jìn)行了控制算法開發(fā)及特殊場景測試，并創(chuàng)新性地將人體感知引入到算法參數(shù)優(yōu)化中，完成了駕駛模擬器設(shè)計、開發(fā)、優(yōu)化的閉環(huán)過程。
　　汽車駕駛模擬器主要由視景聲音模擬系統(tǒng)、駕駛操作系統(tǒng)和運(yùn)動平臺構(gòu)成。為營造出逼真的駕駛環(huán)境，本文首先結(jié)合人體視覺和觸覺感知特征設(shè)計了視景聲音系統(tǒng)和駕駛操作系統(tǒng)，并結(jié)合駕駛?cè)藢嶋H體驗進(jìn)行了進(jìn)一步改造。最后，通過仿真模擬對運(yùn)動平臺機(jī)械結(jié)構(gòu)及硬件選型進(jìn)行了確定，完成了駕駛模擬器的硬件搭建。<

3、br>　　駕駛模擬器的運(yùn)動平臺需要配合視景系統(tǒng)進(jìn)行動感模擬，而其工作空間的限制決定了駕駛模擬器不可能完全復(fù)現(xiàn)實際駕駛場景，需要一定的控制算法以保證運(yùn)動平臺在有限的空間內(nèi)復(fù)現(xiàn)出最多的運(yùn)動。本文選取經(jīng)典洗出濾波算法作為運(yùn)動平臺主要控制算法，對應(yīng)駕駛模擬器虛擬場景對平臺運(yùn)動模式及算法結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行了確定，并設(shè)計了高頻振動和平動算法來模擬顛簸、碰撞運(yùn)動場景，提高了模擬器逼真度。在Simulink環(huán)境下對控制算法進(jìn)行了編程實現(xiàn)，Simulink程序

4、模塊可以將接收到的虛擬場景計算機(jī)的運(yùn)動信息，經(jīng)過算法運(yùn)算得出平臺的運(yùn)動指令，并將其發(fā)送給平臺執(zhí)行，初步完成了汽車駕駛模擬器的整體搭建。
　　運(yùn)動平臺的控制算法參數(shù)決定了運(yùn)動模擬的逼真度，而人是評價逼真度的唯一主體，因此，本文將駕駛?cè)思{入運(yùn)動平臺算法開發(fā)過程以優(yōu)化運(yùn)動模擬系統(tǒng)。首先本文基于人體感知理論，引入人體感知閾值作為算法限制因素，對控制算法進(jìn)行進(jìn)一步求解。隨后，招募駕駛?cè)诉M(jìn)行平臺模擬實驗，通過分析實驗數(shù)據(jù)對洗出算法和碰撞、顛簸