驾驶员在环DiL（一）驾驶模拟器分析及驾驶系统选择_dil手力矩

前言：

        驾驶员在环（Driver in the Loop）是一种汽车研发环节中的虚拟仿真技术，相比于HiL技术最大的区别是驾驶员的介入，通过动态驾驶员模拟器（驾仓）、环境视听模拟、相关人车检测等类型设备，重现“人-车-环境”在实际车辆驾驶中相互作用的系统。

        理论来说，DiL可以研究整个“人-车-环境”系统中的每一个因素，包括实际存在和虚拟存在。在实际应用中，DiL引入驾驶员的主观判断，便于加入运动平台，不引入实车动力系统（这也是DiL和ViL的区别），因此对于其中诸如“底盘调教、动力学调教、人机协同共驾、远程驾驶、自动驾驶系统舒适性”等问题具有独特优势。

（后续视觉系统和运动平台系统各起一篇，文章太长也不好看，很快就会整理完继续更！！！） 

        对于广义的驾驶模拟器，或使用实车驾仓改装，构成和形态偏向ViL；或在SiL/MiL的基础上添加驾驶模组，可应用于驾驶游戏、驾校培训等，与工程中的DiL在硬件上大致相同，不具备实时系统。

        本篇为DiL相关从业者抛砖引玉，也可作为赛车游戏爱好者们的选购指南（附基础配置和顶配价格，无链接不打广）有疏漏之处敬请批评指正。

注：估价使用原价，不考虑优惠；估价不含座椅 / 支架 / 固定器 / 转接件等。

        DiL从规模上可以分为三种：

1，偏展示用 / 大型工程DiL，可用于部分控制器 / 实物件量产前的精确测试。使用环幕、球幕；附带大型磁气悬浮加六轴运动平台，单独一台的成本远高于实车，一套DiL独占一个实验室；

2，普通工程用DiL，具有实时系统，执行较复杂的，具有针对性的特异任务，如通过较好的体感模拟进行车辆模型底盘调教。

3，简单DiL，不具备实时系统，在SiL/MiL的基础上加驾驶套件，如测驾驶员在实验场跑一圈的数据，大多笔记本用usb简单接个G29就可以做。

  

别说让我上班开，买一个在家开也是极好的

        如果你是学生，导师扔给你一套DiL，那么你将成为师兄弟几个里最靓的仔，调好之后师兄弟必然每人来开一圈，不同于SiL、MiL，有硬件数据的支持，照片一放，数据一怼，发SCI如流水。

        如果你是打工仔，一套调好的DiL可以上班收获快乐，你可以像玩驾驶游戏一样把测试任务做了，开几圈之后装模做样提取一下数据，数据不合心意就再来几圈，正当摸鱼不怕查岗。

        如果你是领导，没什么比一套驾驶模拟器更能体现你们部门实力了，展示用DiL在摆在那就有牌面，到时候是别的部门来借，招人也好招，出租也好租，到时候组内人气又旺又活跃，大领导来参观高兴了随手给你批个几百w也是分分钟的事。

        所以少年，还等什么！快搞一套吧！（可以联系作者，专业团队满足定制，外观帅，功能靠谱）

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正文开始！

第一篇，驾驶套件的选择

        一套DiL首先要考虑的就是驾驶套件了，根据你不同需求，华丽程度当然也天差地别。

驾驶套件可以简单分为：

        驾驶系统：方向盘、踏板等；

        视听系统：屏幕、音响、VR等；

工程DiL则可额外配置：

        运动平台：电缸式、轨道式、磁气悬浮式等；

        实时系统：如NI、dSPACE、VT等；（如控制器闭环测试）

        检测系统：汽车传感器、人体信息采集等；（如超声波传感器/回波模拟器；疲劳检测装置）

        交互系统：仪表、HUD等；

        ......

        配置的越高开起来越爽，家庭版一般不考虑额外配置，主要影响便是驾驶系统的选择，其中，方向盘/电机的选取是影响驾驶体验的重要因素。

        驾驶体验可分为以下几个主要评价指标：

1，舒适性：如座椅舒适性、方向盘手感、踏板触感、排挡和手刹的触感、屏幕观感、音频播放配置等。提升方法为提高硬件配置和选取主观体验较好的硬件；

2，实时性：视觉、听觉、体感的同步。提升方法为提升电脑/工作站、驾驶系统的配置；

3，真实性：方向盘反馈性能（转矩、响应速度、反馈算法等）、踏板反馈性能（如制动时的点刹感，给油时的发动机振感等）、游戏/软件本身的性能等；

4，美观性：各个部件、画面及软硬整体美观程度；

5，可用/便捷性：启动复杂程度、使用复杂程度等；

......

        驾驶体验是主观评价，个人玩家重氪前建议去线下体验店亲自体验，例如有的人就喜欢齿轮机的机械感，有的人受不了运动平台的摇摆等，有的人体验完干脆不买了......除此之外，个人玩家入手前还要考虑安装难度、维修难度、可更换性、游戏适配性、硬件适配性等因素。

1）驾驶系统

        这里把游戏方向盘这一套东西称之为驾驶系统，其实本来都叫方向盘，后来直驱的出现让方向盘和电机（基座）分别定价了，因此这里也细说一下。某种程度上，用游戏手柄或者按键也算是驾驶员介入，但是控制效果可能不理想且无反馈，同理，无反馈的方向盘不在讨论范围。

        在这里我按常规步骤介绍一圈，个人不粉任何品牌，优缺点都会说，仅代表个人主观意见，如有得罪请多包涵，如有主观体验不同请多交流，如有疏漏也请多指正。（下文中提到的国外品牌盘面可能为复刻版，我也无从分辨，因此部分很帅的盘体标注价格可能为复刻版价格。）

        常见方向盘/电机可大致划分为：齿轮式、皮带式、直驱式；

        常见踏板可分为：线性弹簧式（一般使用角度传感器）、胶簧式（一般使用压力传感器）、液压式（真实、可调、贵）；

        手刹和排挡在工程上不常用，不重点分析。

1，齿轮类：罗技G29等 【2.2NM】

【1800（方向盘加踏板） ~ 2600r（含挡杆/支架）】

        罗技G29方向盘在DiL和驾驶游戏界，可谓家喻户晓，物美价廉，实乃居家必备，新手必买。

        你问我他哪好？淘宝一千多块一套，手动挡加600r大概（这捣蒜臼一样的外观......），咸鱼几百块，还是非线性踏板（罗技的踏板触感的确很好，但底面滑，一蹬就跑的问题饱受诟病），你这实验就可以勉强叫个DiL了，不管是水SCI，自己玩，还是在公司开车玩，它都能以低廉的成本，稳定可靠的性能来实现你的需求。

        因此2015年诞生迄今为止，罗技G29依然是性价比之王，很多大厂的DiL工作就是用G29做的，并且现在也还在用，但牌面肯定差了点，拿这个跟领导展示肯定是不行了。

        罗技在驾驶模拟器的研发似乎停滞不前，除后文的G PRO外，实在没什么入眼的新进展了，G923等也推出很久了，没有本质上的提升，但其实优化了一大堆：内部结构、驱动、反馈、响应速度等。

        罗技最大的问题在于可选型号屈指可数，盘面、排挡更是没有可替换，不适合看重颜值的买家。相比于各家花里胡哨的联名盘面、炫酷贴图的电机、金属感和科技感满满的排挡手刹，这种顽固的守旧风格也算是驾驶模拟器界的一股清流。  

2，皮带类：图马斯特T248/T300RS等【3.9NM】

【T300：2699（方向盘加踏板） ~ 5789r（含排档加座椅，不含定制盘面)】

        图马跟不少厂有合作，比方说跟法拉利合作，最喜欢的就是推出各种法拉利盘。而不得不说，在各大车厂游戏厂熏陶下，高配图马的外观和手感还是很不错的。（稳重精致豪华的感觉）但官网和驱动丑的一言难尽，且没那么好用，好像大学生两天时间赶出来的期末作业。

图马斯特 T300

Ferrari 488 GT3 Add-on 【3099r】

Formula Wheel Add-on Ferrari SF1000 Edition【与T818一起8999r 约等于3000r】

        伺服电机便宜之前，经常看到驾驶模拟器的文章下皮带党针对齿轮感抹黑G29，再有就是罗技党抹黑T300的线性踏板。同是较低价位的入门级方向盘，图马在当年确实有很多可取之处。再吐槽一下，齿轮机和皮带机都看吐了吧，这么多年只要是个驾驶模拟器介绍就拿这俩老款出来鞭尸，属实不道德。

 3，魔爪 R5 / 速魔Alpha / FANATEC 等（直驱）

        近年来直驱越来越火，技术逐渐成熟，随之价格也逐渐降低，算是飞入寻常百姓家了。新兴品牌很多，口碑可能差了点，但直驱的优势很明显——细腻、快、自定义效果丰富、大扭矩等，这就使得直驱具有更高上限。其中直驱又可分为伺服电机和步进电机，大多高端产品都采用伺服电机，响应更快更精准。

        到了这一步称得上高端产品，突然就变得唬人了，在这里细说一下，顺便拿几个经典牌子举例。同时，罗技、图马斯特等老品牌也推出了直驱，后文会简单介绍几种”老牌新款“，但不会介绍诸如速魔M10这种新牌老款。

 （1）魔爪 MOZA：【5.5~21NM】

【非限定款参考价：2699（R5+双踏板+ES方向盘+夹子）~12997r（R21+FSR方向盘+CRP踏板）】

        首先是魔爪 MOZA，做智能影像和智能驾驶的国产品牌，需要注意，跟魔爪能量饮料不是一个公司。国产机的好处是便宜，外国机器国内比国外贵，国产机国内比国外便宜。

        有国外大佬拆开电机对比，魔爪的电机用料最扎实，槽级数多，槽满率高，相对来说扭矩密度也高（最大扭矩/质量）。外观也能打（方向盘赛博朋克般的科技感，电机还带贴图），缺点是驱动不行，用户体验较差，表现为画面和手感不同步，提前或滞后出现手感，乱动较严重，不少人认为没有传统齿轮机和皮带机反馈做的好，有传言道：参数永远最好，体验永远最捞。但没准哪天驱动一更新，凭能打的硬件，就一跃成为性价比之王了。

        魔爪最大的优势是便宜，R5一套2700r，不到三千块就搞上知名直驱了，自己玩非常可以，牌面也有，称得上玩游戏首选了，不搞特定的项目扭矩完全够用。

MOZA R5+ES方向盘【2699r】

 MOZA R21+FSR方向盘【10498r】

MOZA GS V2P方向盘【2799~2999r】

 （2）速魔 SIMAGIC 【10~23NM】

【非限定款参考：约6500（Alpha Mini 3099r +单盘体 500r + F1000双踏2499r）~ 不含配件约18350r（Alpha U 6099r+FX PRO 方向盘 2799r + F2000三踏200kg 4699r + DS-8X序列档 2299r + TB-RS 液压手刹 2399r）】

        速魔是18年的新公司，也是国内的企业（国内买也比国外便宜） 。速魔的自定义性很不错，力反馈也做的很细节，但反馈开大了也会乱动，但没有不同步问题。平时工作接触最多的也是速魔，因为他性能够猛，国产购买也方便，算是大厂常用，得到很多认可。新发布的P2000踏板更帅，还有液压。

        Alpha mini 3099r，Alpha U 6099r，电机价格也可以，尽管用料很瓷实，碳纤手感也可以，但个人觉得方向盘外观设计上相较于其他品牌略丑（暗黑邪性的科技感），高端产品也没好看到哪去，另一个缺点就是配件较复杂且贵，定制一套基本全靠自己配。

        尽管是新公司，相比其他品牌可选项较丰富，质量也没问题，目前看来评价也都很好。总体来说是一家很有上进心的公司，发展迅速，多加关注或许不久还有惊喜。（文章写一半就出了新款盘GT Neo）

速魔 Alpha U 【6099r】

速魔 FX PRO (2799r)

速魔 GT Neo (1899r)

（3）FANATEC  【5~25NM】

【国内正规渠道：7999（DD Pro+双踏） ~ 28176r+（DD2电机 10299r +  Podium Posche 911 GT3 6399r + Clubsport Pedals V3踏板 3999r + Clubsport Shifter SQ 换挡 2999r不含配件）】

        FANATEC是这方面的老大哥，论驱动、论牌面、论手感都没得说，手感最接近真实车辆（赛车手大佬说的）而且很专一，只做模拟器。盘面帅如赛车（FANATEC在颜值上是我最喜欢的，尽管电机外壳爱搞塑料，里面绕线丑），相比之下其他牌子的盘面做的像某种游戏机，现在*东有店了，但可选项少得可怜，方向盘国内可选最便宜的4000r，且一共只有三款，而官网上还是很多可选项的，因此想商业使用FANATEC的话，购买渠道可能成为问题。

        举个例子，FANATEC CSL DD直驱，8NM跟5NM据说是一样的，*东上看大概也是这个意思，国外450欧元，约3500r，*东卖4099，倒也算合理，但5NM款国外卖过200欧，也就是1550左右，（现在官网售价€350，2716r）代购FANATEC基本就跟魔爪一个价位了。

FANATEC CSL DD 【5~8NM】（€349.95）

FANATEC Podium Wheel Base DD2 【脱销 25NM】（€1499.95）

ClubSport Steering Wheel Formula V2.5 X （€349.95）

 

Podium Steering Wheel BMW M4 GT3 (€1499.95)

（4）莱仕达  V12 lite 【6NM】

【2498r~2698r （499入门/699r进阶踏板） 】

         神奇的莱仕达，作为最早搞方向盘应用于游戏的厂家，现在基础款200多r（当然无反馈）。作为最早进军驾驶模拟器的老牌子自然不甘落后，于是推出了直驱方向盘！V12方向盘，电机（无踏板）仅需1999r！我愿称之为最便宜！这个我没体验过，不过看*东销量惊人，差评主要来源于物流和游戏兼容性不好，想来作为一些游戏的低预算入门方向盘应该可以。

莱仕达V12 Lite

（5）罗技 G PRO 【11NM】

【仅代购渠道，听说有8000r+ ~ 2.5w （代购全套）】

        罗技推出的直驱方向盘，也就是G PRO，国外标准售价是999刀，在国内没有购买渠道，推出很久一直处于完全摆烂状态，不过作为科普还是提一下。G PRO似乎是罗技唯一的一套伺服直驱，配套的电机、方向盘、踏板也仅此一个型号，没有其他可选项，外观也不怎么美观，除了究极真爱粉 / 收藏家实在没必要。

罗技G PRO套件 / DD11 电机

（6）图马斯特 T818 【10 NM】

【8198r (T818电机5999r + 488 GT3 盘面 2199r) ~ 15599r （ T818电机法拉利版(5999r) + FERRARI SF1000盘面（3099r） + T-LCM踏板 + 排挡 1299r + 手刹 + 支架 （其中踏板等非顶配））】

        图马跟罗技一样，可能是老机器口碑好，做的太爽了不想更新，因此仅这么一款价格不菲的伺服直驱。

        图马斯特T818国内买得到，649刀（4800r），国内定价5999r。六千块就买个电机显得略冤种，导致尽管品牌饱受信任，用户仍少的可怜，不过*东评价大多觉得反馈很不错。

图马斯特 T818电机【5999r】

T818法拉利版 +  Ferrari SF1000 Simulator

（7）本节总结 

        除上述品牌外，国内还有一些品牌，如：米时创新IMMSOURCE【官网还在但是没找到任何购买渠道，目前仅有两款电机ET3 ET5】、卡妙思CAMMUS等【C5  1489r 集成方向盘与外转子电机，很有特点】小众机型体验店不多，评测也多是B站里一些情商很高的游戏爱好者做的，用啥都吹上天，没有参考价值，因此也就不多介绍了，可自行体验后判断。除此类驾驶模拟器外，更加豪横的厂商选择直接从实车上拆或者改装。

        可以说现在的伺服电机本身技术上都是没问题的，但是物理/力反馈算法普遍不行，各大厂商驱动都花里胡哨的，转角、反馈细节、扭矩......什么都能调，但是出来的效果就是很抽象，要么是力反馈算法做的不行，要么是游戏/软件本身的物理就不行，有时候压个路肩汽车模型能飞上天，也不能太怪品牌。这一点FANATEC技术最成熟，也算是贵有贵的道理。

        顺便说一下扭矩的概念，我翻了几篇做EPS的论文，优化之后的力矩最大也就3N左右，这就是正常开车用的力度，从力矩讲G29就足够了。对于当今大扭矩伺服直驱方向盘的电机，除非是资深爱好者或者赛车开发，否则完全没必要，不信可以去体验店感受一下，便宜的腕力球也就6N，搞二十多牛的反馈，DiL实验室直接变健身房，压个坑都能把手腕扭伤。尽管这种电机都有急停按钮，但是撞车翻车时经常来不及脱手，更来不及按急停。

        如果你的DiL仅是拿来提供驾驶员输入，那齿轮皮带真的够，因为老牌子稳定，可靠，操纵手感超越很多乱七八糟的伺服直驱，失效形式大多都是机械上的损坏，容易发现和维修；但直驱失效形式很多：可能是乱动，可能是突然没有反馈了，可能是控制没反应了，且各种接口和通讯都较为复杂，经常找不到原因，维修就像改BUG一样玄学。

        不同品牌可谓各有优劣，具体选购还是要根据主观体验、需求和预算分析， 但工程展示（给朋友展示也行）的话，直驱逼格高，上限高，具有强大的装饰功能——炫酷的外观、强大的手感、更快的响应，再加上一眼看不懂的驱动界面、按钮和拨杆，一下子就能唬住外行人，领导那是一上手就想批款！

        本节主要介绍了驾驶模拟器中驾驶系统（方向盘）各品牌的特征、评价等，在下一节中，作者将继续介绍驾驶套件中的视觉系统——屏幕类方案的优缺点，由于后文中主要差异印象因素不是品牌（作者对品牌了解程度也不高），因此仅从方案角度分析，不做品牌对比。