AI模拟驾驶机的结构是一个复杂的系统,通常由硬件和软件两大部分组成,旨在高度还原真实驾驶体验并支持自动驾驶技术的研发与测试。以下是其核心组成及功能:
一、硬件系统
1. 驾驶舱模拟器
运动平台:采用三自由度(俯仰、横滚、垂直升降)或六自由度(增加偏航和平移)的Stewart平台,通过伺服电动缸提供真实的车辆运动反馈(如颠簸、加速感),替代传统液压缸以提升精度和稳定性。
操作部件:包括力反馈方向盘(模拟转向阻力)、实车踏板模块(油门/刹车/离合器)及仪表盘,均采用真实车辆配件以增强沉浸感。
座椅系统:与运动平台联动,集成振动和触觉反馈装置(如安全带拉力模拟)。
2. 显示系统
投影环幕/多屏拼接:通过4K及以上分辨率的显示设备呈现虚拟驾驶环境,部分系统采用三面或全包围投影。
VR头显:作为替代方案,提供完全沉浸式视觉体验,适合个性化训练场景。
3. 传感器与数据采集
操作输入传感器:实时采集方向盘转角、踏板位置等数据,通过数据采集卡传输至主控计算机。
环境模拟传感器:虚拟激光雷达、摄像头等,模拟自动驾驶系统的感知输入。
4. 音频系统
环绕立体声或耳机模拟发动机声、轮胎摩擦等音效,增强真实感。
二、软件系统
1. 仿真引擎
使用CARLA、Prescan或Unity/Unreal等平台构建虚拟交通场景,支持天气变化、突发障碍等复杂条件。
集成车辆动力学模型(如IPG CarMaker)和自动驾驶算法(路径规划、碰撞避免等)。
2. 人机协同逻辑
定义控制权切换规则(如紧急接管、渐进式共享控制),研究驾驶员与系统的交互冲突解决机制。
3. 数据分析模块
记录驾驶员行为(如接管反应时间)及系统干预数据,生成评估报告以优化算法。
三、辅助设备与扩展功能
空调/通风系统:确保长时间使用的舒适性。
生理监测模块:如眼动仪、DMS(驾驶员监控系统),用于研究驾驶员状态。
车联网模拟:支持V2X(车与基础设施/车辆通信)测试,提升自动驾驶协同能力。
四、应用场景
研发验证:测试自动驾驶算法的人机交互逻辑及HMI设计。
驾驶员培训:练习紧急接管操作或适应不同自动化等级功能(如L2-L4)。
政策制定:为责任划分提供实验数据支撑。
AI模拟驾驶机的设计需平衡实时性(如100[2][9][