汽车驾驶训练模拟器及视景系统研究

汽车驾驶训练模拟器及视景系统研究

余聪、杜晓阳、秦凯、冀旭、李晓兰

内蒙古一机集团宏远电器股份有限公司

摘要：在我国社会不断发展、人们生活水平不断提升的过程当中，汽车已经成为了人们日常出行的主要工具。汽车驾驶训练模拟器是一种可以对汽车驾驶动作进行模拟，从而使人能够体会到真实驾驶感受的一种设备。对汽车驾驶训练模拟器进行应用，可以对驾驶员进行训练，从而使其驾驶能力得到进一步提高，能够更好的完成驾驶。视景系统是汽车驾驶训练模拟器中一项重要构成部分，其性能会对模拟器的性能和应用造成直接影响。因此，要加强对视景系统的研究与设计，进而确保其作用能够得到合理发挥，满足应用需求。

        关键词：汽车驾驶；模拟器；视景系统；机械设计

 1、系统设计原则

        采用模块化、集成化和通用化设计原则，尽量减少设备数量，并预留接口，在产品化过程中可根据汽车实际需求和项目成本，增加或者减少不同的功能模块；驾驶系统采用开放的软硬件体系结构，可与项目其他系统集成运行，也可单独运行；外观设计尽量与实车相似，增强模拟和感官效果；元器件尽可能选用国内产品，以降低研制成本，并以此为引导，推动相关技术的发展[1]。

2、汽车驾驶模拟器在驾驶培训中的优势

        现阶段我国很多驾校的教学方法依然采用的是传统的实地实车“一对多”教学方法，该教学方法效率较低，同样的知识教练需要对每位学生进行重复说明，且一位学生在练车的过程中，其它学生都必须在原地等候，对教练和学生来说都是一种时间上的浪费。此外，该教学方法还意味着教练车需要一天到晚的运转，不仅油耗极大，极易损坏车辆，排除的废物还会污染环境，甚至出现交通事故。另外，由于教练队伍教学水平难免会参差不齐，因此教学质量也存在很大的不稳定性。运用汽车驾驶模拟器进行驾驶技能培训，与传统驾驶培训模式相比具有很多优势，具体如下：

2.1减少真车损耗。新学员由于技术不达标或者不熟练等原因在练车的过程中难免会对真车造成损耗，而运用汽车驾驶模拟器可使学员先熟练操作，不仅减少了真车损耗，也还利于驾校市场竞争力的提升[2]。
        2.2减轻教练的教学强度。提高教练的培训效率，增加教练的收益。而且驾校可以减少占用车辆、占用场地的成本，提高驾校资源的使用效率。
        2.3节能环保。运用汽车驾驶模拟器进行驾驶技能培训能够有效提高学员的驾驶技能，最大限度的减少可能造成的交通事故，不仅如此，运用汽车驾驶模拟器进行驾驶技能培训还具有节能环保的优势，该教学模式完全0污染、0排放、0事故，不仅节约了驾校的教学成本，还符合国家倡导的节能环保精神[3]。
        2.4消除恐惧：模拟驾驶环境模拟
        真车实训环境有利于消除学院恐惧心理，大多学员刚刚练车时存在恐惧心理，无法应对各种突发情况，通过运用汽车驾驶模拟器进行驾驶技能培训可提前预演各种突发情况，做到心中有数，减少遇到突发事件的紧张感。
        2.5理论知识更全面、更权威。传统教学模式中，理论知识的传达主要依托教练员，因而学员的理论知识素养在很大程度上取决于教练员的理论知识水平与教学能力。尽管目前我国各大驾校都对教练员的从业标准进行了更为严格的规范，但其整体水平仍然远远低于国际平均水平，无法满足学员对于交通法规、事故处理、汽车理论、驾驶技能等方面的知识需求。而汽车驾驶模拟器则融合了安全驾驶所必备的各类知识、技能和交通安全法规，借助各种先进的高科技手段，将这些理论的传授转化为生动、有趣的视频动画，不仅以简单易懂的方式多维度地向学员展示了这些知识及其运用，满足了各个层次学员的知识水平和理论素养，还以其较高的趣味性赢得了学员对于交通及驾驶知识学习的关注，极大地激发了学员的学习热情，提高了教学效率[4]。
        2.6创造安全学车环境，有效缓解学员紧张心理，避免出现交通故障。由于汽车驾驶模拟器完全仿照真车制作，通过汽车驾驶模拟器进行驾驶技能培训能够有效提高学员驾驶技能，且更安全可靠。
        2.7教学不受时间、地点及天气情况限制。传统的汽车驾驶培训在很大程度上受到时间、空间和天气情况的制约，很多学员由于白天要工作，不能到教学现场参与学习，而大多数驾校晚上又下班关闭，导致这些学员只能凑在周末去学习，周末时段驾校内人满为患，很多人在驾校等候一天，在车上练习的时间却连一小时都达不到。另外，由于驾校所占空间较大，一般都要建设在远离城市的郊区，这对于大部分学员而言空间距离都较远，极其不便利。雨雪天气道路状况不佳，更是进一步对学员到驾校学习产生极大限制。而汽车驾驶模拟器则可以完全克服时间、空间和天气因素的影响，学员可以依照自身的情况，在不同时段、不同地点、不同的天气情况下进行模拟驾驶练习，还可以选择不同的场景来体验多种交通情况，在很大程度上保证了学员的学习时间，提高了时间利用率和学习效率，培训质量自然也得到极大提升[5]。

3、汽车驾驶模拟器在驾驶培训中的应用
        3.1应用于高端速成班
        在驾校中，学员可以根据自身的经济情况及需求选择普通班和高端速成班，高端速成班的价格高于普通版，其优势在于学员人数少，学员的平均练车时间多。但是近年来高端速成班的学员人数逐渐减少，主要原因为许多学员认为高端速成班相比于普通班而言并没有显著的优势。而将汽车驾驶模拟器应用于高端速成班中，不仅可以优化学员的实际驾驶练习，还可以提高学员的学习效率和兴趣，同时也彰显出高端速成班的优势，增加驾校的收益。
        3.2应用于考试模拟
        汽车驾驶模拟器是一种电子化模拟系统，它可以模拟任何路况和地形，用于学员的道路专项训练。在各个地区都有确定的驾照考试考场，驾校可以利用汽车驾驶模拟器的优势模拟考试时的路段和地形，让学员提前熟悉考场，有利于提高驾照考试的通过率。
        3.3应用于低成本培训
        随着持证人员的数量增多以及交通安全因素，国家对驾驶培训的要求逐渐提高，使得驾照考试培训费用升高，驾校之间的竞争日渐激烈。因此，随着驾驶模拟器的应用，可能会出现一个教练管理多台机器的现象。在这种模式下，一个教练可以在相同时间中管理多个学员，不仅给教练自身带来方便，也节省了学员等候的时间。
4、结束语：
        综上所述，驾驶训练是一项重要内容，为了减少该方面的人力和财力消耗，人们应当加强对汽车驾驶训练模拟器及视景系统设计内容的研究，最终设计一个合理的系统，对该项系统进行合理应用。
        参考文献：
        [1]宋红新.汽车驾驶基础训练技巧与心理探究[J].时代汽车,2019(09):16-17.
        [2]孟兴凯,曾诚,蔡凤田.基于培训教学的汽车驾驶培训模拟器训练场景内容研究[J].交通节能与环保,2019,15(02):31-35.
        [3]向美柱,郑杰良,张铭瑶,王怀松.基于三维视景的车载ATP仿真系统研究[J].现代城市轨道交通,2018(11):11-17.
        [4]申波.关于汽车驾驶训练要根据学员的心理特征因材施教的探讨[J].河北农机,2018(07):21.
        [5]郑铮,冯柯,王朴,申金星.一种重型卡车驾驶训练模拟器的设计与开发[J].装备制造技术,2016(05):52-55+64.