談及“駕駛模擬”，你腦海中會(huì)浮現(xiàn)怎樣的場(chǎng)景？也許是PS4的手柄連接的游戲屏,，也許是學(xué)車時(shí)的駕駛模擬器……而在清華大學(xué)車輛與運(yùn)載學(xué)院的一間四壁漆黑的實(shí)驗(yàn)室里,，有一個(gè)更高級(jí)的“駕駛模擬器”。
走進(jìn)這間實(shí)驗(yàn)室，人們可能會(huì)感到震驚：一輛碩大的“汽車”被置之高臺(tái),，儀表盤,、方向盤、腳踏板一應(yīng)俱全,。五塊直面汽車的巨大屏幕透露出玄機(jī)——這是一套全尺寸仿真的駕駛模擬綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái),。當(dāng)然，這樣一個(gè)真實(shí)尺寸的駕駛模擬器遠(yuǎn)非僅僅用于駕駛體驗(yàn),。通過(guò)對(duì)不同模擬系統(tǒng)的設(shè)置和車輛動(dòng)力學(xué)上的參數(shù)調(diào)整,，這個(gè)駕駛模擬綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以模擬出多樣的道路環(huán)境和車型，使得實(shí)驗(yàn)者能夠在較為穩(wěn)定和絕對(duì)安全的條件下收集駕駛相關(guān)數(shù)據(jù)并用于實(shí)驗(yàn)研究,。作為一個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),，它可以為汽車智能安全技術(shù)、先進(jìn)汽車設(shè)計(jì)技術(shù),、交通安全與事故再現(xiàn)以及駕駛員行為科學(xué)等活躍研究方向提供重要的研究平臺(tái),，為這些新技術(shù)的研發(fā)提供強(qiáng)有力的支持。這一平臺(tái)目前除了科研工作之外,，也承接車輛學(xué)院開設(shè)的一些基礎(chǔ)課程組織的實(shí)驗(yàn)室參觀探訪,，在教學(xué)和科普方面同樣發(fā)揮著重要作用。
該駕駛模擬試驗(yàn)臺(tái)由視覺(jué)仿真系統(tǒng),、聽(tīng)覺(jué)仿真系統(tǒng),、中央控制系統(tǒng)等部分組成，可以實(shí)時(shí)再現(xiàn)實(shí)際交通環(huán)境視景,、交互駕駛員運(yùn)動(dòng)感覺(jué)和操作感覺(jué),，由此模擬人-車-路-環(huán)境系統(tǒng)，為駕駛者帶來(lái)全方位,、多視角,、通感官的“實(shí)況”體驗(yàn)。其中,，視覺(jué)仿真系統(tǒng)主要由前后共5塊屏幕來(lái)實(shí)現(xiàn),，可模擬的汽車前向視野角度約為200°，后向視野角度約為50°,，可以充分模擬真實(shí)駕駛操作環(huán)境,；而聽(tīng)覺(jué)仿真系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)和成熟的終端執(zhí)行設(shè)備,，也為再現(xiàn)駕駛環(huán)境提供了基礎(chǔ),。
據(jù)實(shí)驗(yàn)室管理員李清坤介紹，目前國(guó)際上擁有類似大型駕駛模擬試驗(yàn)臺(tái)的,，有日本豐田汽車公司,、美國(guó)愛(ài)荷華州立大學(xué),、奔馳汽車公司、日本東京大學(xué),、日產(chǎn)汽車公司等企業(yè)和高校,。就國(guó)內(nèi)而言，車輛學(xué)院這個(gè)平臺(tái)是最先進(jìn)的之一,，一個(gè)重要原因是它設(shè)有6根由電機(jī)控制的主缸,，可以進(jìn)行汽車x、y,、z,、pitch、roll,、yaw 6個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)仿真,。6根主缸的伸縮能夠控制平臺(tái)的3個(gè)平移自由度和3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，使得駕駛員能夠在更多的維度上體驗(yàn)駕駛模擬,，從而提高了該平臺(tái)的駕駛模擬真實(shí)性,。簡(jiǎn)言之，如果將游戲中的駕駛模擬比作2D電影,，那目前這套駕駛模擬綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)就能給帶給人6D的駕駛體驗(yàn),。
清華大學(xué)于2009年引進(jìn)了這套駕駛模擬平臺(tái)。多年來(lái),，隨著時(shí)代和技術(shù)的進(jìn)步,，清華師生也在持續(xù)根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求對(duì)其進(jìn)行更新和開發(fā)，不斷加入了部分自主研發(fā)的硬件和軟件的設(shè)計(jì),，用以在個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)一些特定的功能和目的,。
清華大學(xué)研究人員對(duì)駕駛模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的“副本開發(fā)”增強(qiáng)了系統(tǒng)的可延展性，使得能夠模擬的場(chǎng)景和車型更顯多樣,。通過(guò)動(dòng)力學(xué)參數(shù)調(diào)整,，它可以模擬轎車、卡車,、SUV等不同車型,，還能呈現(xiàn)城市道路、高速公路等不同路況,，再現(xiàn)白天,、夜間、雨,、霧等行路環(huán)境,，拓展了技術(shù)開發(fā)的測(cè)試環(huán)境。
另一個(gè)“副本升級(jí)”的例子體現(xiàn)在對(duì)駕駛?cè)说臄?shù)據(jù)收集和分析,。輔以眼動(dòng)儀,、肌電、腦電設(shè)備等設(shè)備,，研究人員可以進(jìn)行駕駛員駕駛行為機(jī)理的研究,。中央控制系統(tǒng)的一塊小小的屏幕之上，駕駛員的年齡,、面部狀態(tài),、是否吸煙、甚至是表情都一一顯示,?；蝓久迹蜻肿?，或耷眼,，或斂唇……在實(shí)驗(yàn)者的嘗試下，他的表情被判斷以neutral（中性）,、surprise（驚訝）,、happy（高興）、fear（害怕）,、disgust（厭惡）,、sad（悲傷）等情緒特點(diǎn)。電影中對(duì)人臉進(jìn)行智能分析的情節(jié),，在這間實(shí)驗(yàn)室里得以“震撼”展現(xiàn),。
在我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)、尤其是自動(dòng)駕駛技術(shù)迅速發(fā)展的今天,，汽車駕駛模擬試驗(yàn)臺(tái)大有用武之地,。例如在人機(jī)共駕的相關(guān)研究中，研究人員能夠利用駕駛模擬平臺(tái)對(duì)駕駛員操作與自動(dòng)駕駛系統(tǒng)操作的權(quán)重進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配,。而這僅僅是其用途的一個(gè)小小例子,。可以期待的是,，從這個(gè)小房間里的仿真道路,，將會(huì)延伸出一條汽車產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的坦途。
