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军工领域

大型特种车驾驶训练系统

车辆驾驶模拟训练系统

公司自2006年开始投入大量的人力物力进行虚拟现实技术的研发，尤其是在车辆驾驶模拟训练方面展开了较为深入的探索。2009年开始公司参与某部研发的“大型特种车驾驶模拟训练系统”已在某领域得到了广泛的应用。

研发的“大型特种车驾驶模拟训练系统”包括：DQHC 3D Engine物理引擎（登记号2018SR275993 “德勤和创-三维仿真软件开发平台软件著作权[简称：DQHC 3D Engine]”软件著作权）、整车车辆多刚体动力学、运动学和基于天候环境下的道路路面属性等力学模块；构建了三维车型、场地组件化标准体系；制作了硬件设备通信与控制驱动、考核评估-报表打印-综合分析--数据导出等资源管理功能模块；完成了模拟训练过程中突发事件处置、教练员指挥-监控-导调的教学讲解；建立了数据库与仿真数据动态同步共享机制模块；实现了集驾驶、射击、通信指挥于一体的多角色、多层次协同训练。

一、主要技术路线

软件开发采用ANSI C 编写，由一些列的高级API函数库构成，在开源代码提供的内核接口的基础之上，开发出自己所需要的、定制的高效仿真软件。也就是说开发者可以根据自己的需要来设置软件界面，设置软件的运行逻辑，设置外部控件对三维窗口的响应等，从而将系统功能提高到一个更高的程度。

基于现有的DQHC 3D Engine（公司自主研发）物理引擎模块主体架构，如图所示。

国产化系统模块

该引擎的设计基于开源物理引擎的功能进行二次开发，通过为物体赋予“真实”世界的物理属性，获得虚拟世界物体的运动真实反映。采用车辆多刚体动力学、运动学模块的进行设计、研发，可使理论研究与实际工程应用更好的结合起来；同时，使得虚拟世界中的物体属性更加符合真实世界的规律，应用程序更加富有真实感。

二、模拟训练系统主要模块

系统是由驾驶数据采集处理、动感平台运动控制、视景视镜仿真、车辆仿真、道路仿真、考核评估、内外接口等分系统组成；包括：用户向导、角色注册、操作数据采集传输、车辆运动属性接收、力觉反馈控制、平台姿态杆长解算、平台运行状态监控、PID控制指令发送、环境模型加载、视景视镜渲染、音效输出模块、车辆模型加载、虚拟车辆运动状态、路谱数据分析、路谱属性注册、考核评价（评估判据、动态犯规数据、报表打印等）、数据资源管理（人员、车型库、场地库、数据导出等）、系统与模拟训练硬件接口、系统内部接口等等模块。

（1）基于天候的环境力学仿真

采用现有开源物理引擎提供的接口，结合在不同天候环境下路面的运动属性，使得虚拟车辆的运动状态更加接近真实车辆，从而为驾驶员提供车辆运行过程中更真实的运动感觉。

（2）三维车辆、场地组件化管理

提取现有场地物理模型的特点，并对考试科目进行标准化、规范化设计，采用组件化封装方法进行场地封装；当训练大纲、训练科目发生变化时，用户可随时调整和更改；同时，满足不同用户对训练场地特殊定制的需求，以及新场地的增加。

车型组件化管理原理相同。

（3）训练过程指挥、监控、导调

研制用户向导模块，完成教练员训练过程指挥、监控、导调，并结合实时渲染的多通道视景图像、实时采集的操作机构数据、实时录制的监控视频，实现了驾驶、射击、通信指挥训练过程的协同训练。

（4）车辆运动过程记录

研制虚拟车辆运动过程记录模块，提供的多角色、多视角监控，能够在不影响运行帧率的情况下，实时对运行过程中的虚拟车辆数据进行实时采集、录制、存储，设计数据回放功能，对车辆的驾驶过程进行回放，并提供多视角浏览。

（5）车辆驾驶过程中的事故仿真

研制车辆事故仿真实时触发机制，可以在虚拟车辆运行的过程中，采用计算机随机性触发和教练员有目的性触发两种模式，进行相关驾驶事故的设置；同时，将事故车辆动力学模型植入虚拟车辆当中进行车辆故障仿真，从而训练驾驶员应对紧急情况的应急处置能力。

（6）训练考核、分析、管理、教学