作者：徐亮，石娟，鄭英東，郭魁元，秦孔建

單位：中國汽車技術(shù)研究中心有限公司

[摘要]駕駛模擬器的種類較多，成本較貴，如何根據(jù)使用需求選擇合適的駕駛模擬器是當(dāng)前很多汽車企業(yè)面臨的難題。而對駕駛模擬器進行科學(xué)和系統(tǒng)性的評價是進行汽車駕駛模擬器采購選型的基礎(chǔ)。當(dāng)前國內(nèi)外還缺乏系統(tǒng)性的汽車駕駛模擬器評價方法。本文重點研究并提出了一套汽車駕駛模擬器主客觀評價方法，并將主客觀評價評分結(jié)果進行加權(quán)綜合得到總體評分。所提出的評價方法可以應(yīng)用在駕駛模擬器選型之中，為企業(yè)進行駕駛模擬器采購以及后續(xù)的設(shè)備檢定提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：駕駛模擬器，評價，主客觀，逼真度

前言

汽車駕駛模擬器一般由車輛實時仿真系統(tǒng)、運動系統(tǒng)、視景系統(tǒng)、聲音模擬系統(tǒng)、運行監(jiān)控系統(tǒng)、集成信息管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)組成[1] 。它將真實的駕駛員與虛擬車輛、虛擬場景組成駕駛員在環(huán)測試系統(tǒng)，通過逼真地模擬車輛在各種工況下的車輛狀態(tài)，并通過視覺、體感、觸感反饋和聲效等方式讓駕駛員對被測目標進行主客觀性能評估。其特點在于避免了對真實駕駛員行為和駕駛員主觀評價的建模，而當(dāng)前這兩方面是很難有效建模。通過這種方式，能夠讓整套測試系統(tǒng)與實車測試結(jié)果更為一致，從而實現(xiàn)更為有效的測試。相較實車測試，除了縮短測試成本和周期以外，同時測試可控性和可觀性更強，能夠設(shè)置各種測試場景，可以實現(xiàn)危險極限測試，能存儲更為豐富的數(shù)據(jù)類型。

通過調(diào)研國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀表明，目前有關(guān)駕駛模擬器的評價研究較少，給駕駛模擬器的選型帶來了困難。通過實地考察多臺駕駛模擬器，以及調(diào)研國內(nèi)外文獻，總結(jié)并提出了一套汽車駕駛模擬器主客觀評價方法。

1、駕駛模擬器發(fā)展現(xiàn)狀

汽車駕駛模擬器的研究很早就已經(jīng)開展，最早是從上個世紀60年代開始。第一個階段是靜態(tài)駕駛模擬器階段：在1965年，美國機械工程師協(xié)會出版一篇報告，報告[2]中提到駕駛員坐在一個靜止的駕駛艙內(nèi)，艙前是投影儀系統(tǒng)，放映真實場景的彩色電影。一年后，美國人力資源研究組織開發(fā)了一套類似的系統(tǒng)[3]。

第二個階段是動態(tài)駕駛模擬器階段。這個階段，駕駛艙可以具備較小行程的運動。1970年代早期，德國汽車公司大眾有限公司開發(fā)的駕駛模擬器，是采用一塊屏幕安裝在駕駛員座椅前，沒有駕駛艙，駕駛員座椅放置在一個運動機構(gòu)上，具備俯仰、側(cè)傾和橫擺三個自由度。1980年，美國交通和聯(lián)邦公路管理局，決定通過資助基于計算機網(wǎng)絡(luò)組建完全交互式駕駛模擬器的可行性研究。1985年，戴姆勒-奔馳在柏林-馬林費爾德研究中心[4]，建設(shè)了第一次以六足并聯(lián)機構(gòu)為運動基礎(chǔ)的駕駛模擬器。從此，在1990年代，馬自達[5]、通用[6]、福特[7]、雷諾[8]、寶馬等車企都開始建設(shè)具備全運動系統(tǒng)的交互式仿真的駕駛模擬器。同時期，多家國家研究機構(gòu)，如日本汽車研究所[9]、英國交通研究實驗室[10]等，也開始紛紛建設(shè)自家的駕駛模擬器。另外，許多大學(xué)也開始建設(shè)駕駛模擬器，比較有代表性的是美國愛荷華大學(xué)駕駛模擬器[11]，它采用的是波音737飛行模擬器所使用的六足運動系統(tǒng)。中國吉林大學(xué)于1996年建成了包含6個自由度的駕駛模擬器[12]，用于車輛性能設(shè)計、車載控制系統(tǒng)開發(fā)等方面。


圖1 NADS駕駛模擬器

第三個階段是帶導(dǎo)軌大行程動態(tài)駕駛模擬器，即大幅增加了駕駛艙水平運動的行程（包含前向、側(cè)向、橫擺三個方向）。在愛荷華大學(xué)開發(fā)的駕駛模擬器基礎(chǔ)上，TRW公司對此進行了改進，并將改進后的駕駛模擬器命名為“國家高級汽車駕駛模擬器（NADS）[13]”。如圖1所示，它將駕駛艙放置在一個直徑為7.3 米的圓形艙內(nèi)，圓形艙則安裝在六足運動機構(gòu)上，六足運動機構(gòu)下是雙軸滑軌，具備19 米的水平縱向和側(cè)向行程，以及330°的橫擺角行程。豐田駕駛模擬器受NADS S駕駛模擬器影響，在東富士技術(shù)中心的駕駛模擬器采用類似的方案，不同的是在側(cè)向運動行程上增至25米，縱向行程上增至35米。

近些年，涌現(xiàn)越來越多各種設(shè)計類型的駕駛模擬器，主要體現(xiàn)在運動平臺的設(shè)計越來越多樣化。德國航天航空局（DLR R）設(shè)計的駕駛模擬器[14]如圖2所示。Ansible motion公司的駕駛模擬器[15]如圖3 所示。VI-grade駕駛模擬器[16]如圖4 所示。Anthony Best Dynamics（ABD）駕駛模擬器[17]如圖5所示。其中DLR的這種設(shè)計是將作動器的鉸接到駕駛艙頂部，使旋轉(zhuǎn)點盡可能接近駕駛員頭部。Ansible motion模擬器，將運動平臺分成了三層，從而將車輛六向運動由三層運動機構(gòu)來實現(xiàn)。VI-grade 的駕駛模擬器采用兩層，下部采用三足機構(gòu)，進行低頻大行程運動，上部采用六足機構(gòu)，進行高頻小行程運動。ABD駕駛模擬器沒有采用分層的運動系統(tǒng)，而是采用8 個楔形機構(gòu)進行驅(qū)動，運動系統(tǒng)放置在一個長導(dǎo)軌通過磁力驅(qū)動，可實現(xiàn)側(cè)向較大范圍運動。



2、駕駛模擬器評價方法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

Ansible motion 的工程師Kia認為駕駛模擬器的評價可以從兩個方面來評價，一方面從駕駛模擬器各個軟硬件組成部分評價，另一方面通過試駕進行評價。提到軟硬件系統(tǒng)可分為運動系統(tǒng)、應(yīng)用工具、視景系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)等幾大類進行評價；其中，運動系統(tǒng)包含評價子類有運動平臺、駕駛艙內(nèi)輔助運動機構(gòu)（座椅、主動安全帶），應(yīng)用工具包含聯(lián)合仿真環(huán)境、圖像生成、數(shù)據(jù)存儲等。試駕主觀評價，主要通過平順性、操控性、制動性等幾大類評價。

Anthony Best Dynamics 的工程師Adrian博士重點提到了駕駛模擬器運動平臺的性能評價和一些試駕項目以進行駕駛模擬器性能評估。關(guān)于運動平臺的性能，提出通過行程、頻率響應(yīng)特性、延遲時間、線性度、一致性、摩擦、噪音、故障率等方面進行評價。行程這一方面，需要結(jié)合評價車輛實際運動規(guī)律，即車輛在不同自由度上的行程范圍，同時需要考慮復(fù)合行程，即運動平臺同時在進行多個方向的運動時的行程范圍。頻率響應(yīng)特性也需要結(jié)合車輛各個方向?qū)嶋H頻率分析需求。延遲時間需要盡可能小，尤其是需要小于人類所能感受的滯后時間。關(guān)于如何進行駕駛模擬器試駕，以便進行評估，Adrian 博士提到首先需要有經(jīng)驗的駕駛員進行足夠長時間的駕駛，這樣才能有效評估。質(zhì)量好的駕駛模擬器，當(dāng)車輛參數(shù)改變幅度較小時，例如1-2% ，試駕時就能讓駕駛員感受到；質(zhì)量不好的駕駛模擬器，即使車輛參數(shù)改動幅度很大時，很多時候駕駛員試駕時也不能感受到。

VI-grade運動平臺設(shè)計單位鷺宮制作所伊榮生認為，關(guān)于運動平臺的評價，低頻受行程限值，中頻受速度限值，高頻受加速度限值，如果各個數(shù)值越大，對運動體感的依賴就越小。同時提出平臺設(shè)計的行程，需要分析汽車在各種道路駕駛時，三個自由度上（Z、Roll、Pitch）的行程范圍。另外，還分析了車輛在一般駕駛情況下，和一般路面行駛時，各個方向的加速度范圍。因此需要分析運動平臺的加速度范圍滿足車輛一般駕駛情況下的加速度要求。

吉林大學(xué)管欣教授多年來一直從事駕駛模擬器的開發(fā)與研究，提出模擬器逼真度[12]的概念，用來描述模擬器駕駛感覺和實車駕駛感覺的一致情況。吉林大學(xué)段春光博士[12]認為，改進車輛動力學(xué)模型，是提升模擬器逼真度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。通過將駕駛模擬器中的整車動力學(xué)模型仿真數(shù)據(jù)與實車場地試驗數(shù)據(jù)進行對比是評價駕駛模擬器逼真度的方法之一。段博士主要進行了滑行試驗、縱向加速試驗、制動試驗、操縱穩(wěn)定性試驗方面的對比。另外，分析了影響模擬器逼真度幾個方面：車輛動力學(xué)模型、仿真路面環(huán)境、硬件工作能力及子系統(tǒng)匹配。

英國利茲大學(xué)的Andrew 博士[18]研究了幾個駕駛模擬器關(guān)鍵子系統(tǒng)對駕駛模擬器有效性的影響，重點包含視景系統(tǒng)、前庭系統(tǒng)、聽覺系統(tǒng)。視景系統(tǒng)方面，顯示質(zhì)量非常重要，包含畫面分辨率，更新頻率，視角。這對于駕駛員估計車速、物體之間距離、車輛朝向以及側(cè)向控制有著重要意義。前庭系統(tǒng)方面，前庭系統(tǒng)主要與駕駛模擬器的運動系統(tǒng)相關(guān)，Harms[19]，Duncan[10]等研究表明，當(dāng)運動平臺固定式，駕駛員在駕駛模擬器上相對真實道路駕駛時，在車道上位置變化更大；Siegler，Reymond[20]等人研究表明，與僅提供視覺信息相比，當(dāng)運動平臺存在橫向運動提示時，駕駛員會執(zhí)行更大的轉(zhuǎn)向。關(guān)于音頻對駕駛模擬器試駕時駕駛員行為的影響還不是很明顯。

3、駕駛模擬器主觀評價方法

主觀評價重點通過視覺、體感、觸感、聲覺等分項評價，同時包含通過試駕進行駕駛逼真度綜合評價。

3.1 視覺評價

駕駛模擬器多采用環(huán)幕投影顯示系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)形屏幕角度的大小，通常有120 °至360° 不等。多通道虛擬三維投影顯示系統(tǒng)是目前非常流行的一種具有高度沉浸感的虛擬現(xiàn)實顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)以多通道視景同步技術(shù)、數(shù)字圖像邊緣融合技術(shù)、多通道亮度和色彩平衡技術(shù)為支撐。

3.1.1 環(huán)境特征逼真度

環(huán)境特征包含兩個方面：靜態(tài)環(huán)境特征和動態(tài)環(huán)境特征。下面展示了不同軟件中渲染后的視景效果。評價時，根據(jù)環(huán)境特征逼真度，按照五分制分為非常差（0-1）、差（0-2）、中（2-3）、良（3-4）、優(yōu)（4-5）。其中，環(huán)境逼真度中如圖6所示，環(huán)境逼真度優(yōu)如圖7 所示。


3.1.2 視景流暢度

視景流暢度的評價主要是觀察視景的變化是否流暢，是否會出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象，幀與幀的圖像是否能夠平滑過渡。流暢度主要與視景計算工作站的計算性能相關(guān)。根據(jù)視景流暢度，按照五分制進行評分。

3.1.3 視景明亮度

視景明亮度，主要觀察并比較視景系統(tǒng)在額定工作情況下，視景效果和真實環(huán)境的明亮程度，過于明亮和過于昏暗都是不合適的。按照五分制進行評分，越接近真實，評分越高。

3.1.4 視景拼接平滑度

數(shù)字圖像顯示在屏幕上，是由多塊數(shù)字圖像拼接而成，重點關(guān)注環(huán)形屏幕數(shù)字圖像之間拼接處是否平滑，有無相互覆蓋、重疊、有縫隙等現(xiàn)象，以及明亮程度是否一致等。同樣按照五分制進行評分。

3.1.5 視景同步程度

駕駛模擬器顯示時，常采用多通道投影技術(shù)，當(dāng)出現(xiàn)不同步時，在試駕時會發(fā)現(xiàn)環(huán)幕有些區(qū)域的圖像的幀已經(jīng)更新，有些區(qū)域還未更新。這一項性能的主觀評分按照五分制評分。

3.1.6 視景距離和速度逼真度

視景的距離和速度逼真度也是很重要的一項視景指標。在評價視景距離逼真度時，比較視景中的道路兩旁的電線桿與實際道路兩旁

相同距離的電線桿，判斷視覺感受上是否一致。在評價視景速度逼真度時，主要根據(jù)駕駛艙內(nèi)儀表盤上的速度信息和環(huán)幕中的圖像變化，主觀評價是否與實車相應(yīng)速度下的感受一致。這一項性能評分采用五分制。

3.2體感評價

體感是通過駕駛員耳朵內(nèi)前庭進行感受，前庭系統(tǒng)能夠感受線性加速度和角加速度。當(dāng)駕駛員在駕駛模擬器中駕駛時，運動平臺會模擬在實車道路上駕駛時的車體運動。

在進行該項評價時，需要在空間比較開闊的虛擬試驗場進行。下面所有的評價都按照五分制評分。

3.2.1 縱向和俯仰兩個方向的體感評價

縱向和俯仰兩個方向的體感評價，主要通過直線加速和制動來進行評價。評價時，初始車速為40km/h 和80km/h，然后進行緊急制動（1s內(nèi)制動到底）和緩慢制動（10s 制動到底）， 進行加速（1s 內(nèi)加速到底）和緩慢加速（10s 內(nèi)加速到底）。在這些試驗中，評價縱向和俯仰兩個方向的體感和實車駕駛時的一致性。

3.2.2 側(cè)向、側(cè)傾、橫擺三個方向的體感評價

側(cè)向、側(cè)傾、橫擺三個方向的體感評價，主要通過操縱轉(zhuǎn)向進行評價，在虛擬動態(tài)廣場上進行穩(wěn)態(tài)圓周試驗，固定轉(zhuǎn)向角度90 °不變，逐漸增加車速。在虛擬試驗場上，保持車速在40km/h左右，進行繞樁試驗（或稱蛇形試驗）。在此試驗中，評價側(cè)向、側(cè)傾、橫擺三個方向的體感與實車駕駛時的一致性。

3.2.3 垂向、俯仰、側(cè)傾三個方向的體感評價

垂向、俯仰、側(cè)傾三個方向的體感評價，主要通過在虛擬試驗場上進行平順性試驗評價，如圖8 所示。固定車速30km/h，在平順性測試試驗場上進行試駕，評價垂向、俯仰、側(cè)傾三個方向的體感與實車駕駛時的一致性。


圖8平順性虛擬試驗場

3.3 觸感評價

觸感反饋主要通過方向盤力反饋、制動踏板力反饋、加速踏板力反饋、座椅和安全帶力反饋來實現(xiàn)。為了讓駕駛員沉浸感更強，在駕駛艙內(nèi)所受的力也需盡量保持和實車駕駛時一致。而所有力反饋中，方向盤力反饋最為重要，駕駛員在試駕時需要判斷是否存在方向盤的回正力矩和路感反饋力矩。

方向盤力反饋，主要進行三種工況下試驗評價：1.原地轉(zhuǎn)向；2. 蛇形試驗；3. 比利時路面上試驗。

制動踏板力反饋、加速踏板力反饋、座椅縱向力反饋、安全帶力反饋，與縱向和俯仰兩個方向的體感評價試驗工況一樣，在此過程中進行制動踏板力反饋、加速踏板力反饋、座椅縱向力反饋和安全帶力反饋評價。

座椅側(cè)向力反饋，和側(cè)向、側(cè)傾、橫擺三個方向的體感評價試驗工況一樣，在此過程中進行座椅側(cè)向力反饋評價。

3.4 聲覺評價

聲覺評價最重要是評價發(fā)動機的聲音，胎噪，風(fēng)聲等。

在評價發(fā)動機聲音，將檔位置于空擋，然后逐漸加大加速踏板行程，判斷發(fā)動機聲音是否增加。

在評價胎噪和風(fēng)聲時，將檔位置于D 檔，然后逐漸加大加速踏板行程，在車速逐漸增加時，觀察胎噪和風(fēng)聲是否隨之增加。

3.5 駕駛逼真度主觀評價

駕駛逼真度主觀評價是一種綜合評價，是對駕駛模擬器視覺評價、體感評價、觸感評價、聲覺評價的綜合。

在進行該項評價時，將選擇城市道路虛擬場景、高速公路虛擬場景、鄉(xiāng)村道路虛擬場景、山地道路虛擬場景。讓駕駛員在四種類型的虛擬場景中進行駕駛。最后比較與實際道路駕駛的主觀感受。與實際道路越接近，認為駕駛逼真度越高。此項評分也采用五分制。

4、駕駛模擬器客觀評價方法

對駕駛模擬器的客觀評價，主要是基于駕駛模擬器相關(guān)子系統(tǒng)的性能參數(shù)進行評價。駕駛模擬器的客觀評價分為兩類，硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。

4.1 硬件系統(tǒng)

4.1.1 運動平臺

關(guān)于運動平臺，需要根據(jù)實際的平臺性能參數(shù)和相關(guān)測試報告進行評價。主要評價如下關(guān)鍵方面：1. 行程范圍；主要判斷駕駛模擬器運動平臺的各個自由度方向行程是否大于乘用車一般駕駛時行程。其中乘用車在駕駛時，垂向上的行程大多在±100mm 范圍內(nèi)，側(cè)傾方向上的行程大多小于5°，俯仰方向的行程大多小于5°，考慮體感運動算法的影響，側(cè)傾方向和俯仰方向的行程大于6°即可滿足要求；

2. 復(fù)合運動行程范圍；主要判斷運動平臺在進行幾個方向復(fù)合運動時（急加速、制動、轉(zhuǎn)向等行駛工況下）的行程范圍。3. 加速度范圍；主要判斷駕駛模擬器的運動平臺各個方向加速度是否大于乘用車駕駛時的車體加速度。研究表明：乘用車在行駛時，前后加速度一般小于10m/s2；左右加速度一般小于5m/s2；垂向加速度一般小于10m/s2；4. 頻率響應(yīng)帶寬；主要判斷駕駛模擬器的運動平臺在各個方向上的頻率帶寬是否滿足要求。5. 頻響一致性；主要判斷駕駛模擬器的運動平臺在不同行程上，頻率響應(yīng)曲線是否較為一致。6.延遲性能；主要判斷駕駛模擬器的運動平臺在不同方向上的延遲響應(yīng)時間。7. 平臺負載能力；在不影響平臺運動響應(yīng)性能時，負載能力是越大越好，意味著駕駛艙里面可以裝置更多設(shè)備；8.噪音；主要判斷運動平臺運動時，噪音強度大小。9. 平臺故障率。主要判斷運動平臺在10 年內(nèi)的故障發(fā)生情況。

4.1.2 駕駛艙

駕駛艙也是關(guān)系到駕駛模擬器沉浸感的關(guān)鍵系統(tǒng)之一。主要通過如下幾個方面進行評價：1. 駕駛員操縱機構(gòu)（制動踏板、加速踏板、換擋機構(gòu)、方向盤）是否與實車一致。2. 駕駛艙內(nèi)儀表盤顯示的功能是否和實車儀表盤一致。3. 是否安裝后視鏡。4. 是否有駕駛員狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。5. 是否安裝轉(zhuǎn)向燈操作桿。

4.1.3 視景硬件系統(tǒng)

視景硬件系統(tǒng)，主要包含環(huán)屏、投影儀、圖像渲染工作站。在進行視景系統(tǒng)客觀評價時，主要評價如下方面：1. 投影儀的刷新頻率。2. 環(huán)形屏幕上的畫面分辨率。3. 投影儀最大亮度。

4.1.4 實時仿真計算機

實時計算機的計算性能決定了仿真模型和圖像渲染的計算時間。計算性能出眾的實時計算機，將會有效縮短延遲時間。實時仿真計算機的評價主要通過：1.CPU 核數(shù)；2.CPU 主頻；3.I/O接口類型和數(shù)量。

4.2 軟件系統(tǒng)

4.2.1 中控系統(tǒng)

關(guān)于中控系統(tǒng)，主要評價功能是否齊全，是否包含如下功能：1. 仿真監(jiān)控與管理功能；

2. 數(shù)據(jù)記錄和管理功能；3.配置各個子系統(tǒng)的功能；4. 開啟各個系統(tǒng)的功能；5. 系統(tǒng)故障診斷功能。

4.2.2 仿真建模軟件關(guān)于仿真建模軟件，主要評價內(nèi)容如下：

1. 仿真模型是否齊全，如車輛動力學(xué)模型、駕駛員模型、車輛傳感器模型、車輛控制器模型、交通環(huán)境模型、道路模型。2. 仿真模型能否實時仿真。3.軟件兼容性。4. 軟件是否支持模塊化和用戶自定義。

4.2.3 運動平臺控制和體感運動算法軟件

運動平臺控制軟件對于實現(xiàn)運動平臺的準確快速控制是非常重要的。重點評價項目包含：1. 體感運動算法類型是否豐富，以便適應(yīng)用戶不同的應(yīng)用需求；2. 是否支持用戶配置體感運動算法參數(shù)。

4.2.4 視景渲染軟件

視景渲染軟件的評價項目包含：1. 是否能實現(xiàn)多通道同步高清輸出。2. 是否支持各種天氣配置。3. 是否支持動態(tài)陰影效果；4. 是否支持物理光源仿真，如車輛各種燈光效果模擬；

5. 是否支持反光效果，如濕滑路面反光。6.是否包含物理表面材質(zhì)建模，從而支持雷達模型的探測。7. 虛擬仿真場景，交通元素和道路類型是否覆蓋了中國典型道路交通環(huán)境。

5、駕駛模擬器主客觀評價方法應(yīng)用

案例

根據(jù)文中所建立的汽車駕駛模擬器主客觀評價方法對一款駕駛模擬器進行逐項評價。評價的結(jié)果如下表1和表2。同時設(shè)置了各個評價項目的權(quán)重，權(quán)重的設(shè)置是根據(jù)該項評價項目的重要程度。其中評分中分子為所得分，分母為該項評分滿分的分值。

表1主觀評價結(jié)果


因篇幅關(guān)系，不再將評價子項的客觀評價結(jié)果一一列出，僅按照大類列出。

表2客觀評價結(jié)果


下面列出了部分硬件性能數(shù)據(jù)作為客觀評價結(jié)果的評分依據(jù)，如表3、表4和表5。

表3投影儀性能參數(shù)


表4運動平臺單方向工作行程


表5運動平臺最大速度和最大加速度


前文提到車輛在運行過程中，常常不是單一運動形式，而是復(fù)合運動形式，例如轉(zhuǎn)向時，同時存在橫擺運動和側(cè)向運動的復(fù)合運動，因此需要判斷復(fù)合運動的行程，如圖9 所示。有一些平臺在單一方向上的運動行程滿足要求，但是復(fù)合運動行程較小。


圖9轉(zhuǎn)向時橫擺運動和側(cè)向運動的復(fù)合運動

運動平臺的頻率響應(yīng)特性是運動平臺十分重要的性能特征。圖10 中描述的運動平臺頻率響應(yīng)特性的測量方法。測量前，將加速度計和陀螺儀安裝在駕駛員座椅正下方的運動平臺上。測試時，選擇合適的負載，如200kg。輸入信號推薦采用對數(shù)正弦掃頻信號。在輸入輸出幅頻特性曲線上，選取-3dB時的頻率點，作為頻率帶寬；在輸入輸出相頻特性曲線上，選取90 °相位滯后的頻率點，以此計算滯后時間。


圖10運動平臺頻率響應(yīng)測量方法表6

6運動平臺各個方向頻率特性和延遲時間


表6中，運動平臺的頻響特性參數(shù)為負載在200kg下的測量數(shù)據(jù)。


6、結(jié)論
本文回顧了駕駛模擬器的發(fā)展歷程，研究了國內(nèi)外駕駛模擬器評價方法，在此基礎(chǔ)上總結(jié)并提出了一套汽車駕駛模擬器主客觀評價方法，并將該方法應(yīng)用在了一款駕駛模擬器實際評價中，結(jié)果表明該評價方法能夠較為合理的反映駕駛模擬器性能，而且可操作性強。當(dāng)前在評價過程中所選擇的權(quán)重，隨著研究的深入，以及不同的需求，可以進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，這也是后續(xù)可以繼續(xù)展開的研究點。

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作者：徐亮
單位：中國汽車技術(shù)研究中心有限公司
學(xué)位：工學(xué)博士
研究方向：智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試
聯(lián)系方式：022-84379666-6872
E-mail：xuliang@catarc.ac.cn