在车辆模拟器中,车辆动力学及物理仿真系统用于实现车辆行驶状态的实时仿真,并向视景、声音、体感等其它仿真子系统提供状态数据,对于车辆模拟器的仿真精度有着重要的影响。在实际工程应用中,动力学仿真系统不但需要完成车辆行驶状态的实时解算,还需要与物理仿真系统进行实时交互,协同完成碰撞过程仿真等功能。然而,动力学仿真软件一般并不具备这样的功能。为解决该问题,本文基于动力学仿真软件CarSim设计、实现了一套能够与物理仿真系统进行协同的汽车动力学仿真系统。该系统主要包括:车辆动力学仿真、实时碰撞仿真、路面高程检测等模块。具体工作如下:首先,考虑车辆碰撞仿真的需求,进行了车辆动力学、物理协同仿真系统的总体设计。系统中,动力学仿真模块采用CarSim软件实现。道路数据从外部场景模型获得,由高程检测模块向CarSim提供实时路面高程。碰撞检测及响应模块与CarSim协同实现车辆碰撞仿真。实现了基于射线求交技术的高程检测算法。通过分析路面输入对车轮和车辆悬挂的影响,实现基于射线求交技术的高程检测算法,完成车辆行驶路面高程检测仿真子系统和车辆动力学仿真子系统的联合。实现了车辆在不平路面的驾驶模拟。实现了基于分离轴定理和基于距离的混合碰撞检测方式。为减少碰撞检测计算量,通过两种不同空间区域划分方式,结合基于距离的碰撞检测算法,对不可能发生碰撞的静态和动态对象进行碰撞剔除。然后结合分离轴定理对潜在碰撞对象计算碰撞检测。完成碰撞响应计算并联合动力学仿真子系统。简化碰撞对象,针对刚体间的碰撞过程,利用动量守恒和动能守恒定理完成碰撞发生时碰撞响应计算。利用静态链接库联合动力学仿真子系统,完成车辆模拟器中的碰撞检测和碰撞响应的仿真。目前,上述工作成果已经在实际工程项目中得到了应用,在实际车辆模拟器中完成了相关调试工作,取得了较好的效果。通过实践,验证了本文的设计。