“汽车碰撞”虚拟实验的研制与开发项目申请书

1、大学生创新训练项目申请书 项目编号 项目名称 “汽车碰撞”虚拟实验的研制与开发 项目负责人 卢丹 联系电话所在学院 机电工程学院 学 号 201202014138 专业班级 电气B121 指导教师 胡兴志 E-mail huxingzhi 申请日期 2015年3月 起止年月 2015.5-2016.5 华北科技学院一、基本情况项目名称“汽车碰撞”虚拟实验的研制与开发所属学科信息技术申请金额40000起止年月 2015年5月 到2016年5月负责人姓名卢丹性别女民族汉出生年月1994.3学 号201202014138联系电导教师 胡兴志联系电话

2责人曾经参与科研情况 本项目负责人卢丹同学长期呆在机电工程学院创新部，爱好创新，参与各类科技作品制作，曾跟随学长王小明参与过国家级大学生创新训练项目以及一次校内科技创新项目，后来跟随胡兴志老师搞科研，动手能力极强。指导教师承担科研课题情况（1）国家科技重大专项任务：大型油气田及煤层气开发2008ZX05040专项技术负责人 2008.12010.12 已经结题（2）国家科技重大专项任务：煤层气压力恢复数据连续自动测定技术 2011zx05040-003 2011-2015 专项技术主研人 在研（3）省局级项目：基于模糊神经网络的自适应控制在污水处理中的应用研究,2005

3、-2007年，课题负责人，获省局级三等奖。（4）省局级项目：超高压输电线路保护方法及LZ-22型阻抗继电器特性的研究,2006.6-2007.9，技术负责人。 （5）省局级项目：五自由度直角坐标型机器人控制系统研究,2008-2009，技术负责人。指导教师对本项目支持情况胡老师对本项目很重视，给予技术、方向上的指导，给我们提供科研场地和很多物质上的支持。项目组主要成员姓名学号专业班级所在学院项目中的分工卢丹201202014138电气B121机电工程编程张春月201202014135电气B121机电工程建模尹培旭201202014326电气B123机电工程编程王瑛琪201202014

4、215电气B122机电工程建模吕达201202014103电气B121机电工程美工二、立项依据（一）研究目的随着社会的发展，科技在飞速得更新，汽车受到越来越多的人的青睐，成为人们的代步工具。然而，随着汽车的不断增加，汽车交通事故也越来越多，如何更好地了解事故原因减少汽车事故成为了重点。由于现如今的大学生汽车事故试验实验涉及到的人身安全、汽车设备昂贵，汽车操作危险性高，实验损坏后不易修复等问题，使得学生实验操作机会很少，而且不敢深入实验，达不到预定的实验效果。通过软件仿真，就可以很好地解决这个问题。（2） 研究内容 “汽车碰撞”虚拟实验仿真汽车爆胎，汽车正碰、侧碰、追尾、汽车刹车不及时等实验。

5、（三）国内外研究现状及发展动态 由于计算机软、硬件的发展和汽车市场的竞争日益激烈,国际上近20年来,汽车碰撞的计算机仿真技术发展迅速。进入80年代,欧美等先进国家推出了用于汽车碰撞仿真的商业化软件包,这些功能强大的软件包在安全车身开发、事故鉴定分析、碰撞受害者保护、碰撞试验用标准假人开发和人体生物力学等研究工作中发挥了较大作用。 国内一些高校和科研机构正在积极从事汽车碰撞理论与仿真技术的研究。尽管总体上与国外相比还有很大差距,但预计不久的将来,在我国会有适于工程应用的仿真软件问世,汽车碰撞的计算机仿真技术将会有更为广泛的应用。车辆碰撞计算机仿真技术的一个主要应用方面就是交通事故的再现,辅助事故

6、处理人员快速、高质量地进行现场勘察、参数计算和事故分析,进而研究事故发生的原因,探求避免事故、减少损失的策略。（四）创新点与项目特色“汽车碰撞”虚拟实验项目是基于多媒体、仿真和虚拟现实等技术，在计算机上实现的机械操作虚拟实验环境，实验者可以像在真实的环境中一样完成各种预定的实验项目，所取得的实验效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果。机械安全工程虚拟实验平台项目的开发、建设与应用彻底打破空间、时间限制，提高实验的效率和效果；有利于减少资源消耗与环境污染；避免真实实验和操作所带来的各种危险。 （五）技术路线、拟解决的问题及预期效果1、 “汽车碰撞”虚拟实验仿真汽车爆胎，汽车正碰、侧碰、追尾，

7、汽车刹车不及时等实验。 重点解决以上实验的计算机虚拟仿真的软件实现，以及足够的容错、纠错能力。2、前期工作关于有关被仿真实验项目、要求、注意事项、实验过程等都已经确定；马上要开展的工作重点在于有关开发软件的确定以及相关编程技巧的掌握与熟练。3、预期成果与形式：虚拟实验平台实现以下基本功能：1.完全基于Web：分布在各地的用户只要访问特定的地址或者在实验机房进行实验。2.支持多用户访问：“汽车碰撞”虚拟实验是为了在时间和空间上延伸传统实验的功能，因此，虚拟实验本身要支持多人在线访问。3.三维的立体环境：“汽车碰撞”虚拟实验环境应是利用计算机建立的三维模拟实验场景，进入实验场景能从不同视角观察实验

8、对象。4.可视化的实验对象：“汽车碰撞”虚拟实验中的每个实验对象都应由可视化的三维物体呈现。对象应该是实际设备的仿真。学生在虚拟环境中的实验是通过操作这些实验对象完成的。实验对象的设计应有效的突出实验目标，相关的场景应该详细描绘，实验目标以外的场景抽象描绘。5.实验交互：学生自主实验，可通过鼠标点击和拖曳完成与可视化实验对象的交互操作。例如，可在场景中选择汽车在不同条件下，发生的状况完成实验，观察实验现象。（六）项目研究进度安排1. 2015.5 2015.6 收集、查阅相关书籍资料,并仔细研读，了解项目的相关概念及设计方法，然后进行建模、仿真软件的初选、试用，并最终选定所需的相关软件。2.

9、2015.72015.9 集中进行对建模和仿真软件的学习和练习。 3. 2015.102015.12 完成汽车模型的建立以及美化4. 2015.122016.2 完成汽车运动控制脚本语言的编写5. 2016.32016.5 对所有实验进行仿真测试、修改，确保满足实验要求6. 2016.5 撰写结题报告，预计整个项目可于5月中旬结题。（七）已有基础 1项目组拥有多年指导科技创新的高级职称教师。2我院具备先进的实验设备，拥有一个专供学生科技创新用的创新实验室。3我院科技创新，每年在省部级及以上科技创新竞赛中取得的成绩相当优异，具备一定的经验和技术条件。 4.我们具备优秀的煤矿电气安全、电工电子技术

10、、数字电子技术、模拟电子技术等专业课程的教师和本专业各年级的精干学生，知识储备雄厚。由于所涉及的实验均为机电一体化实验，我们的团队成员均来自于电气及其自动化和机械设计制造及其自动化两个专业，对于实验过程比较熟悉，这在客观上为我们提供虚拟实验创新坚实的专业基础；团队成员部分有创新项目的相关经验，这对于项目整体的规划、关键性决策、具体实施方案和实施进度非常有利。指导老师多年来一直指导创新部学生进行各种创新项目，有着十分丰富的项目经验。他指导的学生多次在全国、各省大学生各类创新设计中获奖。对于此次项目，老师将给予大力指导。整个团队有自己固定的工作场所创新部，在这里，学校为我们提供免费的网络，宽敞明亮

11、的实验室、上网查资料使用的公用电脑以及常用的各类元器件等。在这里，我们每天都在为自己的创新梦努力着，生活充实而富有意义。三、经费预算开支科目经费预算（元）主要用途阶段下达经费计划（元）前半阶段后半阶段预算经费总额40000设备费10000购买计算机、各类实验模型、各类测试元器件等仿真软件费18000购买3DS MAX建模软件和VRP虚拟仿真软件调研学习费5000调研学习资料装订费5000资料购买、装订调试测试费2000调试、测试学校批准经费四、指导教师意见“汽车碰撞”虚拟实验项目是基于多媒体、仿真和虚拟现实等技术，在计算机上实现的机械操作虚拟实验环境，实验者可以像在真实的环境中一样完成各种预定的实验项目，所取得的实验效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果。机械安全工程虚拟实验平台项目的开发、建设与应用彻底打破空间、时间限制，提高实验的效率和效果；有利于减少资源消耗与环境污染；避免真实实验和操作所带来的各种危险。选题符合机电学院电气本科学生的专业特点，该题目有一定的难度与深度，能够达到锻炼学生的目的。本项目负责人卢丹同学长期呆在机电工程学院创新部，爱好创新，参与各类科技作品制作，曾跟随学长王小明参与过国家级大学生创新训练项目以及一次校内科技创新项目，后来跟随老师搞科研