With the legalization of steer-by-wire solutions for modern day production cars, it is possible to replace the conventional steering wheel with a joystick. The presented work illustrates the design boundary conditions necessary to consider in such a steering solution, namely force feedback system and ergonomic recommendations. The ergonomic factors include the joystick’s neutral position suitable for wrist, elbow and shoulder as well as the consideration of movement trajectories and repetitiveness of motion. Additionally, the maximum operation forces are presented. Based on the ergonomic findings, several concept ideas are given. Those concepts are assessed by multiple evaluators following the ranking method. Resulting from this assessment, a prototype is designed. The prototype combines the lateral operation of a conventional joystick with a linear axis for speed control. The prototype is connected to the virtual driving simulation program CarMaker with help of an Arduino Uno microcontroller and Matlab/Simulink. Therefore, it is possible to test the suitability of such a steering solution. The master thesis shows that it has advantages to steer a car with a joystick and that it is possible to control a virtual vehicle on a virtual replica of a track existing in real life using the developed joystick concept.
현재 우리가 사하고 있는 조향 시스템을 대체할 수 있는 시스템으로 조이스틱을 이한 조향 시스템이 주을 받고 있다. 본 연구에서는 포스-피드백 시스템을 이하여 기존의 시스템 보다 인체공학적인 조향 시스템 설계를 표로 한다. 인체공학적 환경을 조성하기 위하여 사자의 손과 팔꿈치 그리고 어깨에 무리가 가지 않도록 설계하였다. 실험을 바탕으로 최대 작동 힘의 세기와 다양한 디자인 컨셉을 제시하였다. 이러한 디자인들은 다양한 집단으로 하여금 사하게 하여 평가 한 후 서열법으로 순위를 정하였다. 이 결과를 바탕으로 최종적인 시제품을 제작하였다. 조이스틱의 횡 방향으로는 차량의 이동 방향이 결정되었으며 종 방향으로는 차량의 속도가 결정되었다. 시제품은 Arduino Uno 사의 마이크로 컨트롤러와 MATLAB/SIMULINK 를 이한 시스템에 연결되어 평가되었다. 실험 결과 개발된 조이스틱 조향 시스템으로 원활한 차량의 방향 및 속도제어가 가능하여 기존의 시스템을 대체할 수 있었다. 본 연구에서는 실제 도심의 도로가 가상으로 만들어진 상황에서 실험한 결과도 제시되어 있다
