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/CVI 57
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