摘 要

近些年来，虚拟测试技术在工程测试领域的应用越来越普遍。由于传统汽车在试验场进行性能测试时面临重复性差、测试周期长、成本高等弊端，而且现在的车辆都在努力往智能化方面方面发展，所以设计基于虚拟测试技术的汽车测试平台具有十分重要的意义。

论文主要介绍面向电动智能车的虚拟测试平台的基本构成及设计过程。首先针对虚拟测试技术与汽车虚拟测试平台的发展历程进行了介绍，然后以搭建虚拟测试平台为目标，构建了平台的整体开发架构。平台主要分为驾驶操纵系统、视景仿真系统、数据采集系统和运动控制系统四大部分，详细介绍了各系统的功能、工作原理及结构。在虚拟测试时为了让驾驶者有沉浸感、交互感以及舒适感，设计过程中运用到了人因工程和驾驶模拟综合征等相关知识。

关键词：虚拟测试技术；平台设计；人因工程；沉浸感

Abstract

In recent years, the virtual test technology is applied more and more widely in the field of engineering test. Due to the Poor Repeatability，Long test cycle and high cost when doing the performance testing of traditional vehicles in the test field and the Intelligent development of automobile nowadays，the development of vehicle test platform based on virtual test technology is of great significance.

The paper mainly introduces the basic structure and design process of the virtual test platform for electric smart cars. First,development process for the virtual test technology and vehicle virtual test platform are introduced. In order to build the virtual test platform,we build the overall development framework of the platform firstly.The Platform mainly consists of driving control system, visual simulation system, data acquisition system and motion control system.The functions,working principle and structure of each system are introduced in detail. In order to allow the driver to have sense of immersion, interactivity and comfort in the virtual test , The Human factor engineering and driving simulation sickness and other related knowledge are applied in the design process.

Key Words：Virtual test technology；Platform design；Human factor engineering

；Immersion

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 虚拟测试技术 1

1.3 汽车虚拟测试平台的国内外研究现状 2

第2章 虚拟测试平台的方案设计 4

2.1 虚拟测试平台的功能结构 4

2.2 虚拟测试平台的总体方案 4

第3章 驾驶操纵系统的设计 6

3.1 操纵系统的概述 6

3.2 操纵系统的功用与要求 6

3.3 操纵系统的设计 7

3.3.1 设计要求与考虑因素 7

3.3.2 驾驶员座椅的设计布置 7

3.3.3 转向、踏板、换挡机构的布置 8

第4章 视景仿真系统 9

4.1 视景系统的概述 9

4.2 视景系统的组成 9

4.3 视景系统开发应用软件 10

4.3.1 几何建模工具 10

4.3.2 三维图形接口工具 11

4.4 视景的控制与显示方法 12

第5章 数据采集系统 14

5.1数据采集系统的概述 14

5.2 传感器的选择 14

5.2.1传感器的选用原则 14

5.2.2 测试平台传感器的选择 15

5.3数据采集卡的选择 17

第6章 运动控制系统的设计 18

6.1运动控制系统的概述 18

6.2 运动控制系统的分类 18

6.3 运动控制系统的硬件设计 18

第7章 结论与展望 20

参考文献 21

附 录 22

致 谢 25

第1章 绪论

1.1 研究背景

汽车工业发展至今已有100多年的历史，不可否认汽车给人们的生活以及社会的发展都带来了质的飞跃，然而由于汽车保有量的增多，环境污染、交通拥堵等问题已经摆在了人们的眼前，另外，交通事故也给人们人身安全带来了很大的威胁，传统汽车工业面临了严重的挑战。另一方面，由于人们对汽车的舒适性和安全性等性能要求逐渐提高以及计算机技术与自动化技术的迅速发展，电动智能车以其排放低、噪音小、安全性高等优点应运而生，当代汽车必然要往智能化方向发展。

如今，汽车电子技术与数字化通信技术的发展推动了车辆智能化技术在汽车生产与测试领域的应用，该技术的使用使得汽车各项性能得到提升，驾驶员操纵汽车更加轻松简便、乘车舒适性增加。如车道保持系统、碰撞避免系统及自适应灯光控制系统等高级驾驶辅助系统是利用安装在车上的各种传感器，能及时收集车内外的环境数据并进行分析处理而后让驾驶者在短时间内作出应急措施，防止伤害，有效提高了行车安全性。但汽车智能化面临的挑战还是严峻的，不同于传统汽车，智能汽车中人是有限度的驾驶参与者，如何实现和谐协同的人机共驾技术是需要克服的难题；另外，由于智能车需要与环境进行交互，需要考虑一切影响汽车行驶和环境传感与感知的因素，包括道路和车道线、交通信号与标识、交通参照物、天气等，如何准确、快速、可靠地识别出行车环境是另一挑战；再者，在车辆测试方面，传统汽车一般只需考虑汽车本身的性能与工作状态，试验和标定一般可在封闭试验室或试验场地进行；而智能汽车由于和人、环境形成了一个闭环系统，在测试时就必须要考虑驾驶员与场景环境的影响，所以用传统的测试方法与手段已无法适应智能车的测试要求，这时模拟仿真技术就发挥出了作用。

1.2 虚拟测试技术