汽车驾驶模拟器在驾驶培训、汽车研发、休闲娱乐等领域应用广泛,是虚拟现实研究的一大热点,但由于技术、成本的因素阻碍了其平民化发展。为有效改善以往虚拟驾驶系统人机交互性较差、沉浸感不强的问题,本文设计实现了一个基于串联机构三自由度运动驾驶平台和游戏方向盘控制的虚拟驾驶模拟系统。在自行设计制造的含升降、俯仰和侧倾三个自由度的串联运动驾驶平台上,利用Visual Studio2013为开发平台,以C++语言为基本框架语言,运用OpenGL生成三维地形、管理纹理映射和3D汽车模型,构建了具有较强真实感的三维虚拟场景,实现了公路的选线设计和用户与虚拟场景的交互设计;通过DirectX编程设计实现了游戏方向盘设备与3D汽车模型的交互控制以及汽车动力学运动仿真,同时完成了汽车声音模拟系统;通过对汽车模型漫游过程的姿态实时检测,完成了汽车升降、俯仰、侧倾姿态数据实时计算转化,使串联三自由度运动驾驶平台与汽车姿态实时联动,模拟真实的驾驶行为,最终产生驾驶动感。本文设计制造了包含汽车驾驶模拟器基本功能的平台样机,利用样机进行各个单自由度测试地形场景和多自由度多种地形场景的模拟驾驶测试,证明该物理样机具有较好的画面流畅性和运动模拟性能,以较低的成本达到了较逼真的模拟驾驶动感体验,获得了较强的人机交互性和沉浸感。本文的设计和仿真工作对汽车驾驶模拟器的进一步经济化、普及化具有一定的现实意义,也为开发更多自由度的汽车驾驶模拟器提供了可靠的借鉴基础。