首页 半主动式汽车训练模拟驾驶器

半主动式汽车训练模拟驾驶器

举报
开通vip

半主动式汽车训练模拟驾驶器半主动式汽车训练模拟驾驶器 第 12 卷第 6 期 Vol.12 No.6 系 统 仿 真 学 报 2000 年 11 月November 2000 JOURNAL OF SYSTEM SIMULATION 文章编号:1004-731X(2000 ) 06-0695-03 半主动式汽车训练模拟驾驶器 杨方廷 北京仿真中心, 北京 100854 摘 要: 根据最新的计算机仿真技术 提出了一种低成本的适用于汽车驾驶训练的半主动式汽车 模拟驾驶器的研制方案 并且在文中 对半主动式汽车模拟驾驶器的总体和各分系...

半主动式汽车训练模拟驾驶器
半主动式汽车训练模拟驾驶器 第 12 卷第 6 期 Vol.12 No.6 系 统 仿 真 学 报 2000 年 11 月November 2000 JOURNAL OF SYSTEM SIMULATION 文章编号:1004-731X(2000 ) 06-0695-03 半主动式汽车训练模拟驾驶器 杨方廷 北京仿真中心, 北京 100854 摘 要: 根据最新的计算机仿真技术 提出了一种低成本的适用于汽车驾驶训练的半主动式汽车 模拟驾驶器的研制 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 并且在文中 对半主动式汽车模拟驾驶器的总体和各分系统的开发 提出了具体的途径和方法 关键词: 半主动式; 模拟驾驶器; 汽车 中图分类号: U463.83;TP391.9 文献标识码: B The Semi-Active Driving Simulator for Automobile YANG Fang-ting (Beijing Simulation Center, Beijing 100854, China) Abstract: The paper puts forward a low cost developing scheme of semi-active driving simulator for automobile driver training with the new simulation computer technology. In addition, the technology solution ways are pointed out for the system of semi-active driving simulator and subsystems in the paper. Keywords : semi-active; driving simulator; automobile 驶培训 因此 模拟驾驶器是当今车辆驾驶训练的一种辅 助的理想工具 1 汽车模拟驾驶器一般概况 目前 在国外已经采用各种模拟驾驶器对驾驶员进行 汽车驾驶培训通常由理论学习和驾驶技术两方面教学 培训或对其驾驶能力进行测验 我国目前也已开展了这方 所组成 理论培训是让学员理解车辆的构造常识 交通规 面的工作 但使用的普及程度远远不如发达国家 则和安全行驶的注意事项驾驶技术培训是让学员在教练 通常车辆模拟驾驶器分为两大类 即一主动式 二被动 的指导下 实际操作车辆 掌握各种环境下的驾驶要领与 式 主动式模拟驾驶器: 是利用车辆动力学 机构运动学 技巧 计算机技术在电子 液压和控制等技术的支持下 从人 车 交通环境 行驶环境 闭环系统的整体性能出发 对 车 传统的培训方法是教员先在教室中进行几天的理论教 辆的行驶过程进行全面的仿真 使驾驶员在车辆运动过 程 学 然后再由教练陪同学员在车上练习驾驶技术 随着我 的模拟环境下 得到与在实际路面驾驶同样的感受和操 作 国人民生活水平的提高 车辆驾驶已逐步变为一种人们的 训练 主动式模拟驾驶器虽然能够较为真实 全面的模 拟 生活技能 而传统的汽车驾驶培训方法显得有些呆板 僵 车辆行驶的过程 但是这种模拟器的成本很高 使用范 围 化 不适合面向大量的非职业化司机的培训 特别是对无 有限 如在有的发达国家警察局用于检查驾驶员的驾驶 熟 个人经济能力 行为能力还不成熟的青少年来说 目前的 练程度以及对事故的防范能力 被动式模拟驾驶器: 是一 开 培训方式显得非常的不适应 环系统 它的主要工作原理是利用图象技术播放预先选 定 汽车模拟驾驶器是利用计算机技术 控制技术 声像 的各种路面场景 利用同期录制的教员命令 指导学员 掌 技术 机械工程技术和车辆工程技术 模拟车辆的行驶环 握每一情景下应具备的驾驶要领 并促进学员理解相应 的 交通法规 被动式模拟驾驶器使人和生成行驶环境不能 够境 让学员在室内进行逼真的车辆驾驶学习 同时掌握所 交互 缺乏真实的操作感受 但其价格便宜 目前主要 用于 应具备的交通规则和安全行驶知识 利用模拟驾驶器训练 初级培训中的车辆基本操作方法和交通知识的学习 驾驶员的方法同传统方法相比 具有生动 直观 经济和 高效的特点 学员在生动的环境教学手段下 能够更快 更全面地掌握各种必备的行车知识和技能 有利于他们再 通过一定的实车驾驶训练后 高效和高质量的完成车辆驾 2 半主动式模拟驾驶器 目前模拟驾驶器所采用主动式和被动式的两种方式不 太适应驾驶训练的要求 主动式模拟驾驶器成本过高 而 收稿日期:2000 -03-29 被动式模拟驾驶器不能形成真实的操作感受 并缺乏生动 作者简介: 杨方廷 (1962-), 男 四川德阳人 博士 高级工程师 主要从事 武器系统和工程仿真系统的理论研究 设计和开发工作 性 半主动式模拟驾驶器是一个介于主动式和被主动式的 闭环系统 它的工原理如图 2 所示 境 模拟驾驶器 它仍是一个人 车辆 交通环境 行驶环 车辆动力学 D/A 转换 转向器响应 境 闭环系统 根据将开发的模拟驾驶器的主要用途是驾 仿真分析 驶培训 所以对产生体感部分的运动驱动不予考虑 采用 计算机术 图形图象技术 多媒体技术结合信号测试技 IG 卡或 行驶环境图象 图象显示 术 控制技术和车辆动力学开发研制具有人 车 交通环 TV 转换卡 境可交互 具有一定的真实驾驶沉侵感 同时具有趣味性 和主动性的模拟驾驶器 适合人们 特别是青少年学习车 A/D D/A 转换 仪表盘 辆驾驶的要求 这一半主动式模拟驾驶器的成本较低 它 主要将产生体感运动系统去除 从而大大的降低了成本 驾驶员各种 而利用飞速发展的计算机技术 在图象/图形 声响同被操 操作输入 声响形成 声响 作的车辆运动相结合方面进行重点研制 使其所构成的可 交互的闭环系统 给驾驶人员带来较为真实的操作感受 图 2 工作原理 由图 2 可以看出该系统的从工作原理上来看主要由驾 驶员操作 车辆动力学仿真分析 行驶环境图象 声响产 生和相应的显示系统组成 在系统运行时 首先由驾驶员 3 半主动式模拟驾驶器的总体技术方案 根据计算机生成的车辆行驶的虚拟交通环境进行车辆操 作 产生的各种信号由传感器接收 通过 A/D 转换传输给 3.1 总体结构 计算机进行车辆动力学仿真分析 得出车辆运行的速度 位 置 各种力学特性 将这些计算分析结果 分别传输给 根据所提出的开发思想和要求其总体结构确定为如 图象生成计算机 转向器 行驶车辆运行状况的仪表盘和 图 1 所示形式 声响形成系 统 图象生成计算机根据前面的仿真计算分析 结果 实时生成车辆的行驶路面环境 给人以在视觉上产 弧形 仪表盘 投影屏幕 生虚拟的车辆行驶感觉 同时 根据车辆的行驶状况 由 转向器 制动 油门 计算机产生相应的车辆行驶时的声响 利用这样的工作原 大电视 离合器等 屏幕 理所研制出的车辆模拟驾驶器 能使驾驶员在可交互的虚 拟环境中 获得较为真实的驾驶感受 车 体 声响 系统 4 模拟驾驶器各系统结构功能和组成 网络 交通环境及 动力学及操作 声 响计算机 显示等处理计算 4.1 模拟驾驶器系统 机 从前面的总体结构和原理分析来看 该模拟驾驶器从 研制机理上可分为三个分系统 即图象系统 声响系统和 车辆运行仿真与控制系统 其系统构成如图 3 关于车体 图 1 总体结构 部分 由于是利用现成废旧车辆 所以这里就不予考虑 从系统的组成结构来看 它主要由五部分组成 它们是 在该系统中 车辆行驶的路面环境图象和车辆的模拟 1) 车体 主要是整个车辆本身 以及各种数据和信 声响将由一台高性能的 PC 机完成 通过 IG/TV 转换卡 传 号的显示仪表盘 输给图象显示屏幕 通过声卡传输给声响装置 2) 操纵系统 主要包括制动器 离合器 油门及转 车辆运行的仿真计算和驾驶员对车辆的操作控制信号 向器等用于模拟驾驶器操纵的部分 处理 由一台高性能的 PC 机进行 通过 I/O 同驾驶员操作 3) 计算机系统 由两台计算机通过网络组成 它主 系统连接 使驾驶员能够操作车辆和接收车辆运行时产生 要根据驾驶员的操作产生的各种信号 实时产生图象 声 的对方向盘反馈力距和各种信号指示 音以及车辆的运行情况 4) 图象显示系统 显示由计算机产生的车辆运行的 交通环境图象 可采用屏幕电视和大投影两种方式 5) 声响系统 发出由计算机产生的模拟车辆运行情况 所相应的声音 3.2 模拟驾驶器的工作原理 网络 IG/TV 卡声响处理控制 I/O 图象和声音生成PC计算机车辆运行与控制PC计算机 半主动式模拟驾驶器是人 车 交通环境 行驶环 图 3 系统结构 697 第 12 卷 6 期 杨方廷: 半主动式汽车训练模拟驾驶器 位置和方向盘力距等数值 同时计算机也对各种操作信号 两台 PC 机通过网络将其连接起来 组成一网络系 进行处理 指导驾驶员进行正确的驾驶 并给出错误操作 统 进行数据交换 实现驾驶员的操作同车辆行驶环境的 的警告提示信息 此外 经计算机分析和处理的数据 输 出 交互 形成一闭环系统 从而实现虚拟的驾驶环境 给图象和声响生成计算机实时产生相应的车辆行驶环境 和声音 经 D/A 转换 输出给转向器模拟器和仪表盘 它 4.2 图象系统 们是该车辆模拟驾驶器研制中 要对所提供车辆本身进行 图象系统是模拟驾驶器的关键分系统 它主要是产生 相应结构的研制和改造部分 达到模拟出驾驶员对方向盘 车辆运行的虚拟交通环境其系统结构如图 4 所示 操作的真实感觉 仪表盘显示车辆行驶时各种参数 结合 图象和声响系统 使驾驶员得到较为逼真的驾驶感受 达 车辆动力学仿IG/TV 卡 图象生成 真结果 到在生动的虚拟环境下 学习车辆驾驶的目的 显示屏幕 计算机 车辆运行 仿真计算机转向器 模拟系统 驾驶员 驾驶员操作 D/A 输入 传感器 A/D 仪表盘 图 4 图象系统 车辆动力学仿真 图象和声响生成车辆行驶的 该分系统接收来自进行根据车辆动力学仿真计算出车计算机 分析和车辆控制 路面状况辆运行的位置 车速和各种力等车辆参数值 首先由图象 信号处理计算机 生成计算机依照相关的车辆参数进行行驶环境的图象生 成 同时为了进行驾驶培训 所产生的图象中也包括培训 图 6 运行仿真与控制系统 科目的提示 操作错误的提示和交通法规的提示等内容 4. 3声响系统5 结论 半主动式模拟驾驶器是一个介于主动式和被主动式的 声响系统是模拟驾驶器的较为简单的分系统 它主要 模拟驾驶器 它是一个人 车辆 交通环境 行驶环境 是根据车辆的行驶状态和驾驶员的相关操作 由计算机生 可进行交互的闭环系统 它对在驾驶培训中 对不主要的 其系统结构如图 5 所示 成合成所应发出的声音 体感运动不予考虑 从而大大的降低了成本 同主式比 较 车辆运行 半主动式模拟驾驶器是采用计算机术 图形图象技 声响处理 声响生成音响设备 状态参数 计算机 术 多媒体技术 信号测试技术 控制技术和车辆动工程 驾驶员操作信号 技术进行开发和研制的高科技产品 它能使驾驶员具有较 及路面环境 为真实驾驶感受 同时具有趣味性和主动性 适合人们 特别是青少年学习车辆驾驶的要求 并且安全 经济和实 图 5 声响系统 用 此外 这一半主动式模拟驾驶器还具有良好的产品可 该分系统接收来自进行根据车辆动力学仿真计算出车扩展性 如可以将其技术进行主动式娱乐仿真器研制和相 辆运行车速 振动和驾驶员对油门 档位等相应参数值 关软件的开发等 同图象生成共用的一台计算机生成模拟声音 然后在通过 声响处理系统同音响设备连接 配合车辆的行驶 产生相 应的声响效果 参考文献: 4.4 车辆运行仿真与控制系统 [1] Allen R Wade, Rsenttha Theodore J. A Low Cost PC Based Driving 车辆运行仿真与控制系统是模拟驾驶器的最为重要的Simulator for Prototyping and Hardware-in-the-Loop Applications [Z]. 分系统之一 它主要是通过驾驶员的对车辆各种操作 确 定SAE 980222. [2] 汽车教研室. 汽车理论 [M]. 北京: 清华大学出版社, 1990.车辆行驶的位置 速度 对方向盘力作用距以及各种指 示 [3] 贾志刚. 精通 OpenGL [M]. 北京: 电子工业出版社, 1998. 灯信号等 其系统结构如图 6 所示 [4] 黎洪松. 计算机网络技术 [M]. 北京: 电子工业出版社, 1996. 该分系统首先接收通过传感器和 A /D 转换所发出的操 [5] 汪成为, 高 文, 王行仁 . 灵境虚拟现实技术的理论 实现及应用 作各种信号和图象系统生成的路面状况 由计算机进行车 [M]. 北京: 清华大学出版社; 广西: 科学技术出版社, 1996. 辆动力学仿真分析 得出车辆的各种相应参数 如车速
本文档为【半主动式汽车训练模拟驾驶器】,请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑, 图片更改请在作品中右键图片并更换,文字修改请直接点击文字进行修改,也可以新增和删除文档中的内容。
该文档来自用户分享,如有侵权行为请发邮件ishare@vip.sina.com联系网站客服,我们会及时删除。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生,若发现您的权利被侵害,请联系客服邮件isharekefu@iask.cn,我们尽快处理。
本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用。
网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
下载需要: 免费 已有0 人下载
最新资料
资料动态
专题动态
is_314871
暂无简介~
格式:doc
大小:40KB
软件:Word
页数:7
分类:生活休闲
上传时间:2018-04-03
浏览量:7