1.项目概况

汽车模拟驾驶实验平台以国家重点基础研究发展计划（973计划）项目“虚拟现实的多感知信息合成理论和算法”、国家自然科学基金项目“基于深度图像的复杂虚拟场景的自动建模与绘制”和“基于物理的虚拟场景建模与实时计算”为基础，自行开发了具有自主知识产权的汽车模拟驾驶实验平台，是由科研成果转化形成的虚拟仿真实验教学资源。

该平台包括模拟驾驶操作系统、数据采集系统、微观仿真解算系统、视景生成与三联屏同步显示系统、BARCO SIM4三通道柱面投影显示和声响系统等六个子系统，该平台如图1所示。

图1 汽车模拟驾驶虚拟仿真平台及三通道柱面投影显示

汽车模拟驾驶操作系统所采用的座椅、方向盘、仪表盘、换挡杆等均取自于真实车辆部件。数据采集系统在通过安装在仿真平台上的多种传感器能够采集驾驶人对于方向盘、加速踏板、制动踏板、转向灯的操作行为信息，并通过软件得出驾驶人的反应操作时间及正确率等信息。这一平台可以模拟驾驶设备采集操作人员的真实驾驶意图，再将该意图转化为对微观交通场景里的虚拟车辆的驾驶行为，对真人的驾驶意图对微观交通的影响进行仿真研究，是交通信息与控制系列前沿技术研究的一个重要专题。

2.系统功能

汽车模拟驾驶虚拟仿真实验平台可以开展的实验主要有：模拟驾驶操作虚拟仿真实验；三通道虚拟仿真实验；驾驶人应激反应能力评估实验；实时参数和数据曲线的信息采集处理实验；前后车距、左右车道车辆行车状况等的数据分析；交通环境内自身车速和加速度变化的统计等实验。实验目的是：①帮助学生建立安全驾驶的量化模型，即在考虑信号灯、前后车距、左右车道里的行车状况下的自身车速和加速度的改变，搭建个性化的行车模型；②帮助学生建立起驾驶行为与交通的关系模型，开展驾驶行为对整个道路交通状况的影响研究；③在自行模式下，实现在虚拟现实环境中定量检测评价以公路交通环境诱导信息为主体的人（驾驶人）-车-路(交通环境)共同作用下的协调运行安全效果。

3.效果与特色

1）这一仿真平台完成了基于深度图像的复杂虚拟场景的自动建模与绘制，实现了基于物理的虚拟场景实时计算，仿真场景逼真，效果明显。

2）平台弥补了实际驾驶操作危险性大、交通场景复杂、实验条件难以控制，以及无法开展实际道路实验等诸多不足，从而为驾驶行为与交通的关系模型评估与研究提供了有力的技术支持与设备保障。

3）可逆操作性好。这一虚拟仿真实验平台相比于真实实验而言，成本低，更容易开展，而且可在完全相同的参数下进行可逆的反复操作，并实时进行数据分析和比较，对开展交通信息与控制虚拟仿真实验教学和科学研究验证。