力反馈特种车辆驾驶舱半实物仿真模型研究

doi:10.16182/j.issn1004731x.joss.21-FZ0769

系统仿真学报 ›› 2021, Vol. 33 ›› Issue (12): 2935-2943.doi: 10.16182/j.issn1004731x.joss.21-FZ0769

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力反馈特种车辆驾驶舱半实物仿真模型研究

梁丰¹, 张志利^1,*, 李向阳¹, 李亦豪¹, 王蓓¹, 龙勇²

1.火箭军工程大学,陕西西安 710025;
2.航天科工系统仿真科技(北京)有限公司,北京 100095

收稿日期:2021-06-13 修回日期:2021-07-29 出版日期:2021-12-18 发布日期:2022-01-13
通讯作者: 张志利(1966-),男,博士,教授,博导,研究方向为导弹发射系统总体与仿真。E-mail：xazzl@qq.com
作者简介:梁丰(1987-),男,博士,讲师,研究方向为导弹发射系统总体与仿真。E-mail：524527606@qq.com

Research on Semi-physical Simulation Model of Special Vehicle Cockpit with Force Feedback

Liang Feng¹, Zhang Zhili^1,*, Li Xiangyang¹, Li Yihao¹, Wang Bei¹, Long Yong²

1. Rocket Army Engineering University, Xi'an 710025, China;
2. China Aerospace Science and Engineering System Simulation Technology Company Ltd, Beijing 100095, China

Received:2021-06-13 Revised:2021-07-29 Online:2021-12-18 Published:2022-01-13

摘要/Abstract

摘要： 为了提高车辆驾驶模拟训练系统的交互性、沉浸感,针对具有力反馈的特种车辆驾驶舱半实物模型进行了研究。对特种车辆驾驶舱半实物仿真模型中重要的力反馈部件进行设计,为驾驶员提供更真实的操作体验;研究了基于动力学模型的特种车辆驾驶舱模拟控制方法,使操作人员的动作输入与场景变化相匹配,提供具有高逼真度的视景体验;对特种车辆驾驶模拟操作流程进行了分析和验证,仿真实验表明,该模型具有精度高、响应快,动感效果好等特点。

关键词: 力反馈, 特种车辆, 动力学模型, 仿真模型

Abstract: To improve the interaction and immersion of cockpit simulation training system, a semi-physical model of special vehicle cockpit with force feedback is studied. The important force feedback parts of the semi-physical simulation model are designed to provide more real operation experience for operators. The simulation training method of special vehicle cockpit based on dynamic model is studied to match the action input of operators with scene changes and provide a high fidelity visual experience. The driving simulation operation process of special vehicle is analyzed and verified. Simulation experiments show that the model has the characteristics of high precision, fast response and good dynamic effect.

Key words: force feedback, special vehicle, dynamic model, simulation model

中图分类号:

TP391.9

梁丰, 张志利, 李向阳, 李亦豪, 王蓓, 龙勇. 力反馈特种车辆驾驶舱半实物仿真模型研究[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(12): 2935-2943.

Liang Feng, Zhang Zhili, Li Xiangyang, Li Yihao, Wang Bei, Long Yong. Research on Semi-physical Simulation Model of Special Vehicle Cockpit with Force Feedback[J]. Journal of System Simulation, 2021, 33(12): 2935-2943.

参考文献

[1] 罗昔柳, 郑小刚, 杜浩, 等. 特种车辆模拟驾驶系统的研究与开发[J]. 装备制造技术, 2018(9): 29-33, 37.
Luo Xiliu, Zheng Xiaogang, Du Hao, et al.Design and Development of Special Vehicle’s Driving Simulation Training System[J]. Equipment Manufacturing Technology, 2018(9): 29-33, 37.
[2] 何思俊, 支锦亦, 杜洋, 等. 装备驾驶界面人机设计评价研究综述[J]. 机械设计与研究, 2019, 35(5): 97-103.
He Sijun, Zhi Jinyi, Du Yang, et al.A Review of Research on Man-Machine Design Evaluation of Equipment Driving Interface[J]. Machine Design and Research, 2019, 35(5): 97-103.
[3] 蒲凡, 张志俊, 王黎, 等. 基于Oculus的地铁虚拟驾驶仿真平台开发[J]. 现代信息技术, 2019, 3(9): 177-180.
Pu Fan, Zhang Zhijun, Wang Li, et al.Development of Subway Virtual Driving Simulation Platform Based on Oculus[J]. Modern Information Technology, 2019, 3(9): 177-180.
[4] 潘公宇, 张树. 汽车驾驶室主动空气悬置的建模仿真分析[J]. 广西大学学报(自然科学版), 2014, 39(5): 962-970.
Pan Gongyu, Zhang Shu.Modeling and Simulation of Vehicle Active Cab Air Suspension[J]. Journal of Guangxi University (Natural Science), 2014, 39(5): 962-970.
[5] 朱立源, 肖昊苏, 陈新文. 挖掘机驾驶室ROPS&FOPS性能仿真与试验分析[J]. 机械工程与自动化, 2021(3): 56-58, 61.
Zhu Liyuan, Xiao Haosu, Chen Xinwen.Performance Simulation and Test Analysis of ROPS&FOPS of Excavator Cab[J]. Mechanical Engineering and Automation, 2021(3): 56-58, 61.
[6] 黄国强, 谭川, 魏铭, 等. 商用车驾驶室悬置系统动力学仿真[J]. 机械设计, 2016, 33(4): 64-66.
Huang Guoqiang, Tan Chuan, Wei Ming, et al.Dynamic Simulation of A Commercial Vehicle Cab Mounting System[J]. Journal of Machine Design, 2016, 33(4): 64-66.
[7] 陆建辉, 周孔亢, 侯永涛, 等. 基于遗传算法的厢式货车平顺性优化[J]. 机械工程学报, 2017, 53(20): 121-130.
Lu Jianhui, Zhou KongKang, Hou Yongtao, et al. Ride Optimization of Van Truck Based on Genetic Algorithm[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2017, 53(20): 121-130.
[8] 郭全民, 张豪文, 王言. 汽车半主动悬架整车协调控制策略[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(4): 700-708.
Guo Quanmin, Zhang Haowen, Wang Yan.Vehicle Coordination Strategy for Semi-active Suspension Vehicles[J]. Journal of System Simulation, 2020, 32(4): 700-708.
[9] 刘橹. 视景仿真技术的舰船驾驶室虚拟设计[J]. 舰船科学技术, 2021, 43(8): 28-30.
Liu Lu.Virtual Design of Ship Cab Based on Visual Simulation Technology[J]. Ship Science and Technology, 2021, 43(8): 28-30.
[10] 任福深, 孙雅琪, 胡庆, 等. 基于Unity3D的水下机器人半实物仿真系统[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(8): 1546-1555.
Ren Fushen, Sun Yaqi, Hu Qing, et al.Hardware- in-the-Loop Simulation System for Underwater Vehicle Based on Unity3D[J]. Journal of System Simulation, 2020, 32(8): 1546-1555.

[1]	王红微, 杨鹏. 基于深度强化学习的机场货运业务优化研究[J]. 系统仿真学报, 2022, 34(3): 651-660.
[2]	李荣强, 文爱兵, 花斌, 李嘉骏, 姜兵. 航空装备虚拟维修训练仿真模型快速开发技术[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(5): 1167-1176.
[3]	李笑, 李树, 彭伟鸿, 关婷. 基于工质饱和蒸汽压的排尿助力系统建模仿真[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(4): 927-934.
[4]	马文欣, 李瑞敏. 检测数据驱动的交通仿真参数标定方法研究[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(12): 2808-2819.
[5]	李向阳, 汪潇, 张志利, 李亦豪, 龙勇. 基于虚实结合的特装车辆驾驶训练模拟系统[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(12): 2919-2934.
[6]	朱峰, 姚益平, 唐文杰, 李进. 复杂系统仿真模型可重用性分析与应用[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(10): 2356-2362.
[7]	吕伟, 霍非舟. 道路瓶颈前车辆强制变道汇流过程模拟研究[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(9): 1799-1807.
[8]	张云荣, 张志利, 李向阳, 王红光, 米文鹏, 孔祥通, 刘朋朋. 基于Agent理论的多无人地面平台协同控制仿真研究[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(7): 1211-1219.
[9]	周楠, 王亮, 艾剑良. 基于反步法的矢量推力旋翼机建模及仿真研究[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(6): 1117-1125.
[10]	翟志强, 许进亮, 袁皓, 周永明, 赵龙飞, 王世谦. 自适应巡航系统车辆跟驰控制策略仿真[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(5): 885-891.
[11]	胡春生, 许承东, 张鹏飞. 一种高度可配置的模块化仿真系统设计模式[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(4): 627-637.
[12]	解翠, 耿俊美, 李健, 董军宇. 压缩性骨折内固定手术仿真[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(7): 1351-1357.
[13]	田琼, 张竞涛. 打车软件服务下出租车市场模型与仿真[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(3): 393-402.
[14]	王川, 黎俊, 谢真强, 王国荣. 隔水管悬挂模式下的纵向振动特性仿真研究[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(10): 2122-2130.
[15]	梁岗, 赵一鸣, 覃恒明. 基于迭代学习控制的岸桥小车定位控制仿真研究[J]. 系统仿真学报, 2018, 30(8): 3154-3160.

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