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智能汽车驾驶模拟器在汽车驾驶教学中的应用研究

2018-11-15纪春波肖传军

汽车与驾驶维修(维修版) 2018年9期
关键词:模拟出模拟器教练员

纪春波、肖传军

(西京学院 710123)

在汽车驾驶教学中应用智能汽车驾驶模拟器,就是通过微机仿真技术,对汽车驾驶舱进行仿真模拟,并模拟出各种可能出现的路况,依照道路交通安全法的规定,让学生在一个虚拟的环境中,完成对汽车驾驶的操作。通过这样的方式,能够有效弥补不同阶段驾驶教学中实车训练的不足,有效减少教学成本支出,提高教学效果,降低交通事故的发生概率。因此,智能汽车驾驶模拟器应用在汽车驾驶教学中具有非常重要的意义。

1 智能汽车驾驶模拟器的原理

汽车驾驶模拟器主要包括真实驾驶舱、视景模拟系统、实时控制与仿真计算机系统、运动模拟系统、声响模拟系统和中央控制台几个部分。汽车驾驶模拟器的换挡杆可以实现自动挡和手动挡的切换,驾驶人员在真实驾驶舱中,通过显示器模拟图像,确保能够让驾驶员感受到与实际驾驶场面接近的视野,然后对视景系统所产生的交通场景做出反应,控制方向盘、制动踏板和加速踏板等部件。

除此之外,还能够根据教学的需求,模拟出实际道路驾驶过程中可能出现的雨、雪、雾和夜间等各种天气情况,还能模拟出高速公路、山区道路和城市道路等路况,便于提高学员对交通情景的应对能力。控制视景系统可以实时更新交通场景,声响系统也会模拟出真实的发动机、路面摩擦及风躁等声音,给驾驶员一种真实的驾驶感觉。在应用智能汽车驾驶模拟器完成训练之后,还可以得到相关的数据和分析结果(图1)。

图1 驾驶模拟器原理图

2 智能汽车模拟驾驶器在汽车驾驶教学中的作用

2.1 教学过程更加安全环保

在传统的汽车驾驶教学模式中,采用一对一实车教学的方式,因此会消耗大量的资源,也会增加对环境的污染。利用智能汽车驾驶模拟器进行汽车驾驶教学,不但能够有效节约能源达到环保的目的,还更加安全可靠。由于汽车驾驶培训中学员缺乏完善的汽车驾驶技能,因此如果在培训过程中遇到特殊天气,教练员会时刻处于高度紧张的状态,严重增加了教练员的工作压力。采用智能汽车驾驶模拟器进行辅助教学,可以让学员在仿真的环境下,安全地完成驾驶训练,一方面能够做到零污染、零风险,另一方面还能够实现一对多的训练指导,减少教练员的工作压力[1]。

2.2 有效提高教学效率

在汽车驾驶过程中,需要身体各器官的协调,在传统的汽车驾驶教学中,会受到时间和环境的影响。如果在教学过程中应用智能汽车驾驶模拟器,不但能够有效克服环境、天气和季节等外界因素的不良影响,而且还能够将安全驾驶中可能会遇到的各类交通安全问题模拟到实际操作中,从而满足不同学生的个性化需求,有效提高教学质量和效果。

2.3 有效减少驾驶培训的风险

在驾驶员培训的初期,由于学员对车辆性能不够了解,学员需要一边听从教师反复讲解,一边完成对车辆部件的反复操作。此时学员如果直接上路驾驶,会比较茫然,带来严重的安全隐患。而利用智能汽车驾驶模拟器进行辅助教学,不但能够将行车过程中可能会遇到的各种情况真实展现在学员面前,还能够有效保障学员的安全,提高了驾驶培训的实训效果,保障了驾驶培训的安全。

2.4 减少驾驶训练带来的交通压力

在传统的实车道路驾驶训练过程中,由于受到车辆条件和交通道路状况的影响,不但限制了汽车驾驶教学的开展,还占用大量的实训场地,给道路交通增加了压力。但是如果能够在一些道路驾驶实训科目教学中,应用智能汽车驾驶模拟器,就可以有效缓解道路交通的压力。

2.5 降低驾驶训练的成本

汽车驾驶教学的效果受到很多因素影响,其中教练车的配置是非常关键的因素,如果教练车数量不够,就很难对学员进行充足的培训,也就在很大程度上影响了汽车驾驶教学的效果。但如果配置过多的教练车,不但会造成资源浪费,而且每天需要消耗的燃料、车辆的磨损和教练员的雇佣费用都会大幅度增加,在很大程度上增加了汽车驾驶培训学校的经营成本。如果应用智能汽车驾驶模拟器进行汽车驾驶教学,不但减少驾驶培训学校的成本投入,还能有效保障学员的培训效果[2]。

3 智能汽车模拟驾驶器在汽车驾驶教学中的课程设置

在科目一理论基础教学过程中,设置情景式汽车驾驶模拟器课程,对学员进行基础动作训练,从而使学员能够掌握规范的基础操作,培养学员规范操作和安全意识,提升理论考试的成绩。在科目二项目训练之前,设置巩固性的汽车驾驶模拟器课程,进行驾驶操作技能训练,一方面降低教练员的工作强度,另一方面规范学员的基础驾驶操作,提高技能训练的教学效果。在科目三训练项目的后期,设置汽车驾驶模拟器课程,帮助学员全面掌握驾驶技能,并通过滚动式的场景与智能汽车驾驶模拟器相配合,提高学员对科目三训练项目的感性和理性认识,从而完成教学与考试大纲的内容,提高学员的考试合格率。

4 智能汽车模拟驾驶器在汽车驾驶教学中的应用

4.1 局部动作的掌握

在汽车驾驶教学过程中,学员对局部动作的掌握是练习驾驶技能的基础。一般情况下,对局部动作的掌握都是由教练员进行示范,学员进行模仿完成的,但是由于很多学员对汽车驾驶比较陌生,因此操作的过程中经常会出现动作僵硬或心里紧张的情况。这时通过智能汽车驾驶模拟器进行教学,不但能够真实模拟出汽车行驶的情境,还能够自由调节教学训练进度,有助于教练纠正学员的各种操作问题,帮助学员掌握局部动作。

4.2 交替动作的掌握

在学员掌握了局部动作,了解了一定的驾驶技能之后,需要训练学员掌握交替动作,也就是要让学员将之前掌握的局部动作连贯起来,形成一套相对完成的操作。这一过程需要学员具备一定的协调性,很多学员在交替动作掌握过程中会出现动作的停顿现象。此时应用智能汽车驾驶模拟器对学员进行训练,可以让学生熟练各项操作之后再到实车上进行驾驶,能够有效缩短教学时间,使学员快速进入状态,促进动作的连贯性。

4.3 动作的协调完善

学员在学习各种动作技能之后,需要按照准确顺序,以连锁反应的方式巩固驾驶操作,提高动作之间的连贯和协调性,从而根据随时变化的交通环境做出反应。应用智能汽车驾驶模拟器进行教学,能够使学员不断适应交通所要求的思维方式和知觉机能,沟通学员的心理活动和肌体动作,帮助学员快速、准确地完成驾驶操作(图2)。

图2 智能汽车驾驶模拟器

5 结束语

我国汽车产业发展日新月异,传统的汽车驾驶教学模式已经无法跟上汽车产业的发展步伐,严重影响了汽车驾驶教学效果。应用智能汽车驾驶模拟器进行汽车驾驶教学,能够有效增加汽车培训的科技含量,从而改善教学环境、降低教学成本并提高教学质量,而且更符合环境保护和可持续发展的要求。

由此可见,智能汽车驾驶模拟器在汽车驾驶教学中的应用具有非常重要的意义,这种培训模式已经成为了必然趋势。目前,智能汽车驾驶模拟器在本质上看还只是一种模拟训练,仍然无法完全代替实车训练。因此在实际教学过程中,必须要结合教学内容和目的,将这种方式与其他训练方式有机结合起来,从而提高汽车驾驶员的驾驶水平。

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