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虛擬駕駛方案

虛擬駕駛，也被稱為汽車駕駛仿真，或汽車模擬駕駛。是指利用現代高科技手段如：三維圖像即時生成技術、汽車動力學仿真物理系統(tǒng)、大視場顯示技術（如多通道立體投影系統(tǒng)）、六自由度運動平臺（或三自由度運動平臺）、用戶輸入硬件系統(tǒng)、立體聲音響、中控系統(tǒng)等，讓體驗者在一個虛擬的駕駛環(huán)境中，感受到接近真實效果的視覺、聽覺和體感的汽車駕駛體驗。

虛擬駕駛方案

一、虛擬駕駛系統(tǒng)概述
虛擬駕駛，也被稱為汽車駕駛仿真，或汽車模擬駕駛。是指利用現代高科技手段如：三維圖像即時生成技術、汽車動力學仿真物理系統(tǒng)、大視場顯示技術（如多通道立體投影系統(tǒng)）、六自由度運動平臺（或三自由度運動平臺）、用戶輸入硬件系統(tǒng)、立體聲音響、中控系統(tǒng)等，讓體驗者在一個虛擬的駕駛環(huán)境中，感受到接近真實效果的視覺、聽覺和體感的汽車駕駛體驗。早些年由于技術復雜度高，造價昂貴，虛擬駕駛技術還一直停留在實驗室，隨著軟件技術的提高和硬件技術的普及，近幾年，虛擬駕駛技術已經被越來越多的人所接受，逐漸進入院校和科博館。

二、虛擬駕駛應用范圍
1.院校汽車相關專業(yè)數字汽車科研與教學。
2.院?？蒲袉挝唤煌?、飛行、運輸等相關專業(yè)科研與仿真體驗。
3.科博管汽車仿真數字體驗展相。
4.未來駕校的心事培訓手段。
5.大型工業(yè)企業(yè)駕駛技術人工虛擬培訓。
6.越野、坦克作戰(zhàn)等單兵和協同實戰(zhàn)演習。
7.互動游戲。

三、虛擬駕駛類型
虛擬駕駛根據駕駛的模型不同，有多種不同的類型：

1.虛擬騎車駕駛：觀眾騎坐在改裝的自行車模型上，按照日常騎車的習慣，操作自行車模型，大屏幕上顯示的虛擬場景隨著模擬自行車的行進的速度和方向的變化而改變，集合場景音樂的播放，使觀眾充分享受騎車帶來的樂趣
2.虛擬汽車駕駛：觀眾坐在高度仿真的汽車模型里面，駕駛艙里面的儀器儀表，方向盤，油門剎車等均模擬真車的形式，按照真實汽車的駕駛方式操作。大屏幕顯示汽車所處的虛擬場景，場景會隨著汽車的速度和方向改變而變化，而車模也會隨著場景中形式路面的變化而發(fā)生顛簸和沖擊，并產生轉向的離心力，結合場景音樂的播放，觀眾能充分享受到駕駛汽車帶來的享受。根據虛擬場景的不同，可模擬賽車、汽車旅游和學習駕駛等不同的駕駛體驗。
3.虛擬飛行駕駛：虛擬飛行技術是利用虛擬現實和傳感檢測技術模擬飛機飛行的，參與者可以坐進飛機艙模擬飛行，感受真實的飛行樂趣，體驗一次做飛行員的感受，飛機艙模擬真實飛機的儀器儀表和操作設備，大屏幕播放虛擬的飛行場景。
4.虛擬機車駕駛：觀眾坐在高度仿真的機車模型里面，機車模型分為高鐵和傳統(tǒng)的機車的方式。駕駛艙里面的儀器儀表，操作設備等均模擬真實機車形式，按照真實機車的駕駛控制方式操作。大屏幕顯示機車所處的虛擬場景，場景會隨著機車車的速度和方向改變而變化，結合場景音樂的播放，觀眾能充分享受到駕駛機車帶來的享受。虛擬機車駕駛可模擬駕駛體驗、也可用于學習機車駕駛培訓等。
5.虛擬賽艇駕駛：觀眾可以在特定的船模上進行虛擬駕駛巡游。船模模擬真實的船艇，操作設備和儀器儀表與真實船一模一樣，觀眾可以驅動帆船向前或者維持船身的平衡。參與者可以身臨其境，仿佛在真實駕駛船艇一樣。大屏幕顯示船艇所處的虛擬場景，場景會隨著船艇的速度和方向改變而變化，而船模也會隨著場景中水面的波浪變化而發(fā)生顛簸和沖擊，并產生轉向的離心力，結合場景音樂的播放，觀眾能充分享受到駕駛船艇帶來的享受。根據虛擬場景的不同，可模擬賽艇、乘船旅游和學習駕駛船舶等不同的體驗。

四、虛擬駕駛采用的技術
1、三維圖像技術：可以模擬道路環(huán)境和水面如各類建筑、橋梁、隧道、水域、波浪、植被綠化等，還能模擬各種天氣環(huán)境如早晨、中午、黃昏；大霧、下雨、下雪等。另外，VRP特有的高畫質渲染技術，也為三維數字模型車原型設計成為了可能，使得模型具有非常逼真的外觀。
2、駕駛模型動力學物理仿真技術：駕駛模型動力學仿真物理系統(tǒng)，做為駕駛模型運動仿真中核心的環(huán)節(jié)，成為模擬駕駛中關鍵的部分。模擬逼真的剛體動力學特性，如運動物體具有密度、質量、速度、加速度、旋轉角速度、沖量等各種現實的物理動力學屬性。在發(fā)生碰撞、摩擦、受力的運動模擬中，不同的動力學屬性能得到不同的運動效果。
3、六自由度運動平臺：六自由度運動平臺是由六支油缸，上、下各六只萬向鉸鏈和上、下兩個平臺組成，下平臺固定在基礎上，借助六只油缸的伸縮運動，完成上平臺在空間六個自由度（X，Y，Z，α，β，γ）的運動，從而可以模擬出各種空間運動姿態(tài)。六自由度平臺是各種飛行及航海等領域操作模擬器的重要組成部分，可由數字計算機實時控制提供俯仰、偏航、滾轉、升降、縱向和橫向平移的六自由度瞬時運動仿真。
4、大視場顯示技術：多通道環(huán)幕（立體）投影系統(tǒng)是指采用多臺投影機組合而成的多通道大屏幕展示系統(tǒng)，它比普通的標準投影系統(tǒng)具備更大的顯示尺寸、更寬的視野、更多的顯示內容、更高的顯示分辨率，以及更具沖擊力和沉浸感的視覺效果。
5、用戶輸入和座椅硬件系統(tǒng)：舒適安全的座椅，仿真的方向盤、檔位、油門和剎車，這些也是模擬駕駛系統(tǒng)必不可少的元件。

五、虛擬駕駛系統(tǒng)組成
虛擬駕駛是高科技的虛擬現實就是來實現的一個虛擬的駕駛環(huán)境，有接近真實效果的視覺、聽覺和體感的汽車駕駛體驗。其主要設備的組成見下圖虛擬駕駛系統(tǒng)拓撲圖。

1. 使用投影弧幕或者電視顯示模擬駕駛虛擬外景，也就是模擬駕駛模型外面的景象；投影機的選擇：一般選擇高清投影機，亮度和數量根據投影幕的大小而定。
2. 駕駛模型使用觸摸屏模擬操作平臺：各種狀態(tài)顯示儀表，以及各種操作按鈕，通過這個平面可以看到駕駛模型的運行狀態(tài)狀態(tài)，同時可以通過觸摸屏上的按鈕模擬各種模擬駕駛設備操作；駕駛模型安裝有各種操作設備。駕駛模型可以是自行車，汽車，船，飛機和機車等。
3. 六自由度底座：采用六個電動缸制作成底座，將駕駛模型安裝在上面。
4. 控制器：接收并反饋駕駛模型上的操作信息，控制六自由度底座的運動和同步控制大屏幕顯示器上的場景變化
5. 控制主機：這是整個虛擬駕駛系統(tǒng)的核心，里面安裝控制軟件和各種場景的虛擬景觀，通過觸摸屏對系統(tǒng)進行控制
基本配置：CPU I7 內存 8G或以上顯卡：英偉達1070或以上
6. 音響：選擇功率約為200W左右就可以，要求音質好，立體聲。