塑膠模具與射出成型自我擴(kuò)充型數(shù)位學(xué)習(xí)和專業(yè)知識(shí)管理平臺(tái)課件

1、汽車駕駛模擬系統(tǒng)軟硬體之?dāng)U充與測(cè)試駕駛行為實(shí)例應(yīng)用之研究 國(guó)立中央大學(xué) 車輛行車事故鑑定研究中心主 持 人：黃俊仁 教授協(xié)同主持人：董基良 教授協(xié)同主持人：馮君平 副教授協(xié)同主持人：林志勇 助理教授協(xié)同主持人：黃維信 助理教授1報(bào)告大綱一、計(jì)劃背景與目的二、駕駛模擬實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃與建置三、駕駛模擬系統(tǒng)軟硬體改善成果四、駕駛模擬系統(tǒng)之應(yīng)用研究五、結(jié)論21. 計(jì)劃背景原駕駛模擬系統(tǒng)場(chǎng)地缺乏完善規(guī)劃及有效管理，使駕駛模擬系統(tǒng)之應(yīng)用推廣困難。原駕駛模擬系統(tǒng)之硬體逼真程度及軟體整體規(guī)畫仍待加強(qiáng)。展現(xiàn)駕駛模擬系統(tǒng)於研究發(fā)展上之功能。32. 計(jì)劃目的建置駕駛模擬實(shí)驗(yàn)室改善駕駛模擬系統(tǒng)之軟硬體利用駕駛模擬系統(tǒng)進(jìn)行

2、應(yīng)用研究 43. 研究流程確認(rèn)研究目的相關(guān)文獻(xiàn)及歷年成果彙整DS實(shí)驗(yàn)室建置軟體改善應(yīng)用研究空間規(guī)劃及建置方向盤、油門、煞車場(chǎng)景改善EON+VB場(chǎng)景模組化硬體改善系統(tǒng)驗(yàn)證進(jìn)行應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)結(jié)論趣味性學(xué)習(xí)、DS 動(dòng)態(tài)展示高齡者駕駛行為、跟車行為視覺(jué)系統(tǒng)規(guī)劃及建置運(yùn)動(dòng)平臺(tái)改善Washout,LVDS5二、駕駛模擬實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃與建置1. 空間規(guī)劃及建置2. 視覺(jué)系統(tǒng)規(guī)劃及建置3. 視覺(jué)影像校正61. 空間規(guī)劃及建置空間規(guī)劃： 駕駛模擬室、油壓源室、 儲(chǔ)藏室及電腦監(jiān)控室油壓源室7 1. 空間規(guī)劃及建置(續(xù))儲(chǔ)藏室電腦監(jiān)控室油壓源室駕駛模擬室8 2. 視覺(jué)系統(tǒng)規(guī)劃及建置視覺(jué)系統(tǒng)規(guī)劃：以360包覆式之同步投影環(huán)

3、境為目標(biāo)，進(jìn)行多螢?zāi)幌到y(tǒng)規(guī)劃。249 cm300 cm130 cm駕駛艙 + 六軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)單槍投影機(jī)投影螢?zāi)? 2. 視覺(jué)系統(tǒng)規(guī)劃及建置FOV設(shè)定值：21/180 = 0.603目前採(cǎi)8投影螢?zāi)画h(huán)場(chǎng)規(guī)劃, 多螢?zāi)灰暯切Ｕ?4.52o103.視覺(jué)影像校正(1) 尺寸當(dāng)量校正實(shí)驗(yàn)：目的：以公式推導(dǎo)與虛擬物件尺寸作比較，以確保虛擬場(chǎng)景尺寸的正確性。 探討項(xiàng)目：虛擬影像視角、視野寬度、虛擬距離、虛擬方塊邊長(zhǎng)。結(jié)果：EON軟體的模型尺寸當(dāng)量與實(shí)際物體的物理量相同，不須作另外修正。113.視覺(jué)影像校正(續(xù))(2) 場(chǎng)景景深校正實(shí)驗(yàn)：目的：以虛擬物件景深與實(shí)際量測(cè)結(jié)果作比較，以確保實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景景深的正確性。

4、研究方法：分別拍取三張照片，並量測(cè)照片中真實(shí)方塊及投影方塊的邊長(zhǎng)。結(jié)果：三組數(shù)據(jù)之誤差值差異性不大，可判定布幕上的影像和真實(shí)的物體，其視覺(jué)感受無(wú)太大差異。 12三、駕駛模擬系統(tǒng)軟硬體改善成果1. 虛擬場(chǎng)景控制之改善2. 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制之改善3. 駕駛座艙之改善4. 駕駛模擬系統(tǒng)之驗(yàn)證131. 虛擬場(chǎng)景控制之改善VRML97軟體之節(jié)點(diǎn)功能近年來(lái)未有太多進(jìn)步。由以往的VC+搭配VRML方式，改為VB結(jié)合EON方式來(lái)重新建置相關(guān)節(jié)點(diǎn)功能與虛擬場(chǎng)景控制。EON的優(yōu)點(diǎn)：整合3D 模型檔案格式、支援的週邊硬體眾多、可顯示全彩繪圖、可擴(kuò)充成網(wǎng)路多人連線、具特殊節(jié)點(diǎn)功能。142. 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制之改善以古典沖淡演

5、算法 (Washout) 改善運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的控制性能。以車輛動(dòng)態(tài)模組(LVDS)完整記錄車輛駕駛內(nèi)容。152. 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制之改善(續(xù))加速與煞車：等車速轉(zhuǎn)彎：縱向 Pitch縱向YawYaw162. 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制之改善(續(xù))車輛動(dòng)態(tài)分析資訊：輪胎轉(zhuǎn)角加速度位移角速度角度173. 駕駛座艙之改善駕駛座艙之CCD支撐架 駕駛模擬座艙之車框駕駛座艙之後視鏡 加裝阻力彈簧增加力回饋感覺(jué)184. 駕駛模擬系統(tǒng)之驗(yàn)證(1) 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)及監(jiān)控系統(tǒng)效能評(píng)估 (2) 虛擬場(chǎng)景之運(yùn)算效能評(píng)估 (3) 駕駛座艙之控制與實(shí)車驗(yàn)證 (4) 標(biāo)誌辨識(shí)度驗(yàn)證(5) 煞車警示反應(yīng)距離實(shí)驗(yàn) 19(1) 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)及監(jiān)控系統(tǒng)效能評(píng)估運(yùn)

6、動(dòng)平臺(tái)效能評(píng)估：由送出命令至平臺(tái)反應(yīng)的延遲時(shí)間約0.02秒。在正常的駕駛行為下，其加速度和角速度基本上不會(huì)有太大的變化，此運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的延遲時(shí)間為可接受。 監(jiān)控系統(tǒng)效能評(píng)估：NI 之 DAQ 卡的訊號(hào)更新頻率可達(dá)200 kHz以上，因此不會(huì)影響整體系統(tǒng)的操作時(shí)間。 20(2) 虛擬場(chǎng)景之運(yùn)算效能評(píng)估 從駕駛者輸入訊號(hào)、模擬計(jì)算、送出控制訊號(hào)至運(yùn)動(dòng)平臺(tái)完成動(dòng)作所需的時(shí)間在0.05秒以下。道路場(chǎng)景道路+十字路口場(chǎng)景道路+車子場(chǎng)景道路+房子場(chǎng)景場(chǎng)景 Polygon 數(shù)44764588108484660平均耗費(fèi)時(shí)間(s)(Direct3D)0.01960.01950.03190.0288平均耗費(fèi)時(shí)間(s)

7、(OpenGL)0.01730.01730.03100.017321(3) 駕駛座艙之控制與實(shí)車驗(yàn)證 試驗(yàn)車輛：Honda Civic K6 (含里程計(jì)) 加速規(guī)、陀螺儀：量測(cè)三軸向加速度、角速度。訊號(hào)濾波及放大器：過(guò)濾雜訊及放大訊號(hào)。電源供應(yīng)器：提供訊號(hào)放大器所需電源。訊號(hào)擷取卡：擷取里程計(jì)及煞車的訊號(hào)。 筆記型電腦：收集及分析實(shí)驗(yàn)資料。不斷電系統(tǒng)：提供筆記型電腦所需電源。22(3) 駕駛座艙之控制與實(shí)車驗(yàn)證 LVDS修正油門加速控制煞車減速控制放鬆油門控制方向盤等速轉(zhuǎn)彎控制23(3)駕駛座艙之控制與實(shí)車驗(yàn)證(續(xù))LVDS 修正：油門踏板深度2.5 cm 煞車踏板深度5.0 cm 方向盤4/

8、8圈 改善後的LVDS理論模擬比原始LVDS模擬更為接近實(shí)車數(shù)據(jù)。 24(3)駕駛座艙之控制與實(shí)車驗(yàn)證(續(xù))油門加速控制：IOTDS 和實(shí)車的反應(yīng)皆受到油門機(jī)械性能和人為因素之影響，兩者的結(jié)果也較接近。 油門踏板深度4.0 cm25(3)駕駛座艙之控制與實(shí)車驗(yàn)證(續(xù))煞車減速控制：IOTDS 在煞車負(fù)加速度之變化與實(shí)車和理論差異不大。但在煞車時(shí)間上，IOTDS更接近實(shí)車結(jié)果。 煞車踏板深度5.0 cm26(3)駕駛座艙之控制與實(shí)車驗(yàn)證(續(xù))放鬆油門控制：放開油門時(shí)會(huì)立即產(chǎn)生0.8 m/s2 1.1 m/s2 的負(fù)加速度變化，使得車輛減速。IOTDS 之實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)車數(shù)據(jù)較接近。 初速 60 k

9、m/h27(3)駕駛座艙之控制與實(shí)車驗(yàn)證(續(xù))方向盤等速轉(zhuǎn)彎控制：利用實(shí)車試驗(yàn)數(shù)據(jù)修正模擬理論中的輪胎側(cè)滑計(jì)算，可得到與實(shí)際情況更相符之結(jié)果。 方向盤2/8圈與車速50 km/h28(4)標(biāo)誌辨識(shí)度驗(yàn)證建議以1024 768的場(chǎng)景解析度及136吋之布幕來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可縮小辨識(shí)距離之誤差。速限標(biāo)誌與警告標(biāo)誌之辨識(shí)距離誤差值29(5)煞車警示反應(yīng)距離實(shí)驗(yàn)駕駛模擬器之煞車停止距離會(huì)有約 5.36.6公尺的差異，可提供相關(guān)實(shí)驗(yàn)之修正參考。 IOTDS與實(shí)車試驗(yàn)之反應(yīng)距離30四、駕駛模擬系統(tǒng)之應(yīng)用研究1. 趣味性學(xué)習(xí)2. 駕駛模擬系統(tǒng)之動(dòng)態(tài)展示3. 高齡者駕駛行為之研究4. 跟車行為之研究311. 趣味性

10、學(xué)習(xí)規(guī)劃多種情境：學(xué)習(xí)路線由路口違規(guī)車輛、前車載物掉落、路邊車輛竄出、二車碰撞事故、紅綠燈及不同的氣候狀況等組合而成，並設(shè)定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。給予受測(cè)者新奇的開車體驗(yàn)及反應(yīng)能力測(cè)試。321. 趣味性學(xué)習(xí)載物卡車紙箱掉落 兩車碰撞事故 遇紅綠燈 路口違規(guī)車輛332. 駕駛模擬系統(tǒng)之動(dòng)態(tài)展示運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與3D 動(dòng)畫聯(lián)合展示：冰塊歷險(xiǎn) ：平臺(tái)動(dòng)作包含連續(xù)轉(zhuǎn)彎、上坡、下坡、跳躍及左右晃動(dòng)。車輛研究測(cè)試中心之虛擬測(cè)試道展示：模擬車輛行進(jìn)路面突起、凹洞、上坡、轉(zhuǎn)彎、下坡及晃動(dòng)等動(dòng)作情境。 343. 高齡者駕駛行為之研究由問(wèn)卷調(diào)查和警政署道路交通事故調(diào)查表分析結(jié)果可得知，高齡者事故發(fā)生地點(diǎn)以彎路之受傷嚴(yán)重性為最高。對(duì)於

11、汽機(jī)車安全問(wèn)題感到最困擾的問(wèn)題是汽機(jī)車爭(zhēng)道。3049歲和65歲以上的受測(cè)者各7名。 353. 高齡者駕駛行為之研究因子路況汽車突然切入機(jī)車爭(zhēng)道水準(zhǔn)直路左彎右彎無(wú)有無(wú)有水準(zhǔn)數(shù)322汽車突然切入之情形機(jī)車爭(zhēng)道之情形363. 高齡者駕駛行為之研究反應(yīng)時(shí)間(s)年齡層平均數(shù)中位數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差P值中年人 (30-49歲)1.751.531.20.030老年人 (65歲以上)2.542.861.3 反應(yīng)時(shí)間(s)道路幾何平均數(shù)中位數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差P值直路1.581.081.10.057右彎2.042.361.1左彎2.562.661.4 不同年齡層對(duì)於汽車突然切入時(shí)之反應(yīng)時(shí)間有顯著影響 不同道路幾何類型對(duì)於駕駛者之反應(yīng)

12、時(shí)間有顯著影響 374. 跟車行為之研究交通肇事的首位原因?yàn)槲醋⒁廛嚽盃顟B(tài)。以周圍偵測(cè)任務(wù) (Peripheral Detection Task) 評(píng)量駕駛者分心。探討駕駛者面臨前方車輛緊急煞車事件時(shí)之駕駛反應(yīng)行為。2030歲年齡層，取樣人數(shù)為10人，3049歲和65歲以上各7人。 384. 跟車行為之研究時(shí)速( km/h )系統(tǒng)設(shè)定車間反應(yīng)時(shí)間( s )短中長(zhǎng)低402.02.32.6中602.32.62.9高802.62.93.2394. 跟車行為之研究Source40 km/h60 km/h80 km/h撞車事故PDT失誤率PDT反應(yīng)時(shí)間年齡系統(tǒng)設(shè)定車間反應(yīng)時(shí)間PDT失誤率*年齡PDT失誤率*PDT反應(yīng)時(shí)間撞車事件*年齡 感知反應(yīng)時(shí)間影響因子彙整表：在不同車速下，撞車事故及系統(tǒng)設(shè)定車間反應(yīng)時(shí)間對(duì)感知反應(yīng)時(shí)間皆有顯著關(guān)係。40五、結(jié)論完成駕駛模擬實(shí)驗(yàn)室之建置及