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第1章 绪论1

1.1 汽车试验的概念1

1.2 虚拟试验2

1.2.1 虚拟现实3

1.2.2 虚拟试验的优点5

1.2.3 虚拟试验的应用5

1.3 虚拟试验的实施方案8

第2章 虚拟现实技术概论及典型硬件装置9

2.1 引言9

2.2 虚拟现实的分类9

2.2.1 桌面虚拟现实系统9

2.2.2 沉浸式虚拟现实系统10

2.2.3 分布式VR系统10

2.4.1 3-D位置跟踪器12

2.4 虚拟现实的硬件构成12

2.3 虚拟现实的组成12

2.4.2 视觉设备14

2.4.3 触觉与力觉反馈装置17

2.4.4 声音设备19

第3章 虚拟现实图形绘制技术20

3.1 引言20

3.2 计算机几何建模技术20

3.2.1 几何对象的定义21

3.2.2 基本几何元素的描述方式21

3.2.3 自由成型几何元素的描述方式25

3.3 参数化建模28

3.3.1 约束和约束的求解28

3.3.2 带有约束的设计29

3.4 特征处理30

3.4.1 特征的定义和类型30

3.4.2 特征模型的产生32

3.4.3 采用特征设计34

3.5 三维图形的计算机绘制技术34

3.5.1 坐标变换34

3.5.2 消隐技术39

3.5.3 光亮度计算43

3.5.4 纹理映射技术45

3.5.5 实时消隐技术49

第4章 虚拟仪器设计53

4.1 引言53

4.2 虚拟仪器的基本组成54

4.3 虚拟仪器的设计方法56

4.4 虚拟仪器编程语言LabWindows/CVI57

4.4.1 LabWindows/CVI简介57

4.4.2 LabWindows/CVI编程环境58

4.4.3 LabWindows/CVI编程基础59

4.4.4 LabWindows/CVI下虚拟仪器软件的组成60

4.4.5 用LabWindows/CVI设计虚拟仪器的步骤与方法61

4.5 虚拟仪器数据采集方法简介62

4.5.1 数据采集62

4.5.2 数据采集卡62

4.6 虚拟仪器应用实例63

4.6.1 工程测试技术实验63

4.6.2 汽车动力学参数测试仪87

第5章 车辆操纵稳定性虚拟试验91

5.1 引言91

5.2 操纵稳定性虚拟试验系统功能和模块划分91

5.3 操纵稳定性虚拟试验系统拓扑结构93

5.4 车辆动力学模型94

5.4.1 前悬架模型95

5.4.2 转向系统模型95

5.4.4 轮胎模型96

5.4.3 后悬架模型96

5.4.5 车辆实体模型的建立97

5.5 操纵稳定性虚拟试验场建模98

5.5.1 虚拟试验场分层结构设计99

5.5.2 场景的分层结构与绘制渲染100

5.6 操纵稳定性虚拟试验实现104

5.6.1 虚拟试验程序设计104

5.6.2 虚拟仪表的实现109

5.6.3 虚拟试验立体视觉的实现110

5.6.4 用户、虚拟场景、虚拟车辆之间的交互实现110

5.7 操纵稳定性实车试验与虚拟试验的对比115

5.7.1 实车试验目的115

5.7.2 试验设计与内容115

5.7.3 实车试验过程116

5.7.4 试验数据的采集与处理117

5.7.5 对比分析120

第6章 车辆平顺性虚拟试验129

6.1 引言129

6.2 平顺性虚拟试验技术主要研究内容129

6.3 平顺性虚拟试验场的建立130

6.4 桌面式虚拟现实系统（Desktop VR）的选用131

6.5 虚拟试验软件开发工具133

6.5.1 OpenGVS SDK应用程序的结构层次133

6.5.2 OpenGVS SDK的主要工具134

6.6 车辆平顺性试验动力学数据的获取135

6.6.1 车辆平顺性分析的微分方程模型及时域仿真136

6.6.2 数字化功能样机仿真获取平顺性动力学数据140

6.6.3 实车道路试验得到平顺性动力学数据145

6.7 用于虚拟试验的三维实体虚拟汽车模型146

6.7.1 OpenFlight格式车辆模型文件146

6.7.2 车辆模型的修正147

6.7.3 车辆系统运动自由度的设定148

6.8.1 平顺性虚拟试验程序调用流程149

6.8 虚拟试验场景中平顺性试验的程序设计149

6.8.2 场景及车辆参数初始化函数152

6.8.3 用户初始化程序（User Initiation）153

6.8.4 用户处理程序（User Processing）155

6.8.5 平顺性虚拟试验立体视觉的编程实现160

第7章 车辆动力性和经济性的虚拟试验162

7.1 引言162

7.2 虚拟试验系统方案设计162

7.3 发动机特性仿真的研究166

7.3.1 发动机模型的建立167

7.3.2 发动机性能试验与数据处理172

7.4 汽车动力性和经济性仿真模型的研究178

7.4.1 最佳换挡规律178

7.4.2 车辆性能评价仿真模型及分析183

7.5.1 系统主界面的设计189

7.5 软件系统的设计189

7.5.2 车辆参数、路况参数和系统参数设置模块的设计190

7.5.3 动力性模块的设计191

7.5.4 经济性模块的设计194

7.5.5 路面仿真模块的设计195

7.5.6 安装程序的制作196

第8章 汽车碰撞安全性虚拟试验197

8.1 引言197

8.2 汽车碰撞安全相关法规198

8.3 汽车碰撞安全性试验方法201

8.3.1 实车正面碰撞试验202

8.3.2 实车碰撞试验设备205

8.4 汽车碰撞虚拟试验212

8.4.1 汽车碰撞计算机模拟的基本理论213

8.4.2 汽车碰撞模拟研究内容与方法226

参考文献240