汽車模拟駕駛

汽車模拟駕駛

座艙、控制台和通訊系統
虛拟仿真動感駕駛(VR駕駛)虛拟駕駛,也被稱為汽車駕駛仿真,或汽車模拟駕駛。是指利用現代高科技手段如:三維圖像即時生成技術、汽車動力學仿真物理系統、大視場顯示技術(如多通道立體投影系統)、六自由度運動平台(或三自由度運動平台)、胪輸入硬件系統、立體聲音響、中控系統等,讓體驗者在一個虛拟的駕駛環境中,感受到接近真實效果的視覺、聽覺和體感的汽車駕駛體驗。[1]
  • 中文名:汽車模拟駕駛
  • 外文名:Virtual Car-driving 
  • 别名:
  • 又稱:汽車駕駛仿真、汽車虛拟駕駛
  • 組成:模拟駕駛座艙、控制台和通訊系統
  • 優點:效果逼真、節能、安全、經濟等

功能簡介

作用

汽車綜合模拟駕駛系統由模拟駕駛座艙、控制台系統和通訊系統組成。模拟駕駛座艙是汽車駕駛艙的仿真,用于學員的學習和訓練。控制台系統用于教員對學員培訓過程的管理和監控。通訊系統用于完成模拟座艙和控制台系統間的雙向高速數據傳送。一個控制台系統可以帶1至32台模拟駕駛座艙。

組成

汽車模拟駕駛讓體驗者在一個虛拟的駕駛環境中,感受到接近真實效果的視覺、聽覺和體感的汽車駕駛體驗。具有駕駛模拟效果逼真、節能、安全、經濟,不受時間、氣候、場地的限制,駕駛訓練效率高、培訓周期短等優勢,在新車型開發和駕駛培訓方面應用十分廣泛。

詳細内容

核心技術

核心技術是汽車模拟駕駛系統的關鍵所在,下面就以中視典數字科技有限公司虛拟駕駛系統的技術為例,來講解一下虛拟駕駛核心技術的具體内容。

關鍵技術:三維即時成像、汽車動力仿真物理系統、大視場顯示、六自由度運動平台、用戶輸入硬件系統、立體聲音響、中控系統等。

虛拟現實系統,不僅可以模拟道路環境如各類建築、橋梁、隧道、水域、植被綠化等,還能模拟各種天氣環境如早晨、中午、黃昏;大霧、下雨、下雪等。另外,虛拟現實系統(如中視典的VRP虛拟現實三維仿真平台)特有的高畫質渲染技術,也為三維數字汽車原型設計成為了可能,使得汽車具有非常逼真的外觀。

汽車動力仿真物理系統 

汽車動力學仿真物理系統,做為汽車運動仿真中最核心的環節,成為模拟駕駛中最為關鍵的部分。可以模拟逼真的剛體動力學特性,如運動物體具有密度、質量、速度、加速度、旋轉角速度、沖量等各種現實的物理動力學屬性。在發生碰撞、摩擦、受力的運動模拟中,不同的動力學屬性能得到不同的運動效果。

六自由度運動平台

六自由度運動平台是由六支油缸,上、下各六隻萬向鉸鍊和上、下兩個平台組成,下平台固定在基礎上,借助六隻油缸的伸縮運動,完成上平台在空間六個自由度(X,Y,Z,α,β,γ)的運動,從而可以模拟出各種空間運動姿态。六自由度平台是各種飛行及航海等領域操作模拟器的重要組成部分,可由數字計算機實時控制提供俯仰、偏航、滾轉、升降、縱向和橫向平移的六自由度瞬時運動仿真。

大視場顯示技術

多通道環幕(立體)投影系統是指采用多台投影機組合而成的多通道大屏幕展示系統,它比普通的标準投影系統具備更大的顯示尺寸、更寬的視野、更多的顯示内容、更高的顯示分辨率,以及更具沖擊力和沉浸感的視覺效果。

座椅硬件系統

舒适安全的座椅,仿真的方向盤、檔位、油門和刹車,這些也是模拟駕駛系統必不可少的元件。中視典能夠根據客戶需求,提供各種用戶輸入和座椅等配套硬件。 

創新點

1、采用模塊化設計,提高系統性能價格比和綜合培訓效率。

教學、訓練、考試、檢測于一體。訓練過程全程監控,操作出錯時語音自動提示,教員與學員交流便捷,系統可靠性高,可維護性好。

2.、采用DSP技術實現數據預處理。

數據預處理單元研制以TMS320C50為核心器件,以FIFO、雙口RAM為接口器件完成數據預處理電路研制, 通過編程實現數字濾波、速度計算、數據變換、邏輯控制等功能。使用效果: 完成真車狀态的精确仿真、控制語音系統給出語音提示、提高系統工作穩定性。

3、利用計算機實時成像技術完成視覺仿真。

實時成像系統研制以 permedia2為核心器件,完成圖形圖像加速電路的研制,實現圖形幾何坐标運算、紋理映射等功能。以PC微機為平台,通過軟件編程實現物體建模、場景控制與顯示、運動物體智能控制、出錯檢測、外設驅動程序開發等功能。使用效果:實現三視點實時成像、消除圖像滞後和抖動現象。

4、利用DDS技術和語音合成技術進行聲音仿真。

周期性聲音信号:采用數字直接合成(DDS)技術;非周期性聲音信号:采用語音合成技術;使用效果:聲音仿真度高。

5、訓練場景符合教學規律。

道路場景及車輛、行人設置符合中國國情;訓練場景設計滿足《汽車駕駛員培訓教學計劃和教學大綱》規定的駕駛操作訓練要求;訓練場景設計符合《 中華人民共和國機動車駕駛員考試辦法》(公安部29号令)中科目二、科目三考試的場地、道路要求;道路場景設計滿足駕駛員技能訓練,便于實施分練與合練,提高技能訓練工效;道路場景設計符合駕駛員心理素質訓練,包括對車速的感覺能力、應急和心理障礙訓練等。

系統組成

檢測模塊:檢測用戶的操作命令,并通過傳感器模塊作用于虛拟環境。

反饋模塊:接受來自傳感器模塊信息,為用戶提供實時反饋。

傳感器模塊:一方面接受來自用戶的操作命令,并将其作用于虛拟環境;另一方面将操作後産生的結果以各種反饋的形式提供給用戶。

中央控制模塊:對傳感器進行控制,使其對用戶、虛拟環境和現實世界産生作用。

建模模塊:獲取現實世界組成部分的三維表示,并由此構成對應的虛拟環境,即場景搭建。

分類

便攜式

車靈通,漳州惠智信息科技有限公司的專利電子學車類産品。針對駕駛培訓的需要投入巨資研發便攜式汽車駕駛訓練機,注冊商标“車靈通”,該駕駛訓練機的方向盤、油門、離合器、刹車、檔位、儀表、操作方法與真車基本一緻,需連接電腦使用。配套軟件采用三維地形模塊,利用計算機三維虛拟仿真技術,産生逼真的三維立體的道路駕駛場景,系統采用圖形運算加速和高速顯示系統,具有很強的身臨其境的感覺,可以根據教學任務選擇不同的系統地形。包括各種天氣狀況;各種交通地形,如立交橋、涵洞、十字路口、坡道等;多種情況下駕駛、會車、跟車、碰撞等情況。

便攜式汽車駕駛訓練機技術特征:

1、汽車駕駛訓練機的方向盤、油門、離合器、刹車、檔位和真車一緻。

2、三維圖、錯檔行駛熄火、方向盤啟動時微震、力回饋和位移等路感信息的模拟,讓模拟駕駛有了真車訓練的感覺。

3、模拟汽車在各種路面環境和天氣狀況下的行駛狀态。

4、嚴格按照駕駛學習大綱要求監控學員操作動作,語音糾正錯誤動作。

汽車駕駛訓練機軟件系統練習内容:

1、基礎知識:(1)原地駕駛;(2)汽車構造;(3)基本操作。

2、基礎訓練:(1)起步停車;(2)換檔變速;(3)定點停車;(4)倒車練習;(5)掉頭練習。

3、場地駕駛:(1)倒車入庫;(2)連續障礙;(3)單、雙邊橋;(4)直角轉彎;(5)側方停車;(6)坡道起步;(7)過限寬門;(8)百米加減檔;(9)起伏路;(10)曲線行駛。

4、綜合訓練:(1)城市駕駛;(2)高速公路;(3)立交橋;(4)坡道、隧道駕駛;(5)山區駕駛;(6)小區駕駛;(7)翻漿、泥溝路;(8)複雜條件場景。

4D汽車高仿真

1、特點介紹:

4D系列汽車模拟駕駛技術是虛拟現實技術在學習駕駛領域的具體應用,利用虛拟現實技術的經濟性、安全性及逼真性等特點,對用戶進行交通、駕駛知識的訓練、休閑場所娛樂和駕駛技能的鍛煉,廣泛用于學習,休閑,娛樂,4D汽車駕駛模拟器是現實生活中的訓練裝備。

4D系列汽車模拟器在國内外滿足客戶現實生活上的運用,産品技術先進,品質好,在國内國際同類産品的競争中占據優勢,創新的4D駕駛網絡為客戶提供了良好的駕駛體驗與社區交流增值服務功能。

主要特征有:

采用變頻式控制電機傳動,節能環保,低功耗,系統穩定。

三屏幕顯示,4D視野動感逼真,平台動态感靈敏度強。

安裝簡單、容易,靈活操作練習。

外觀新穎,軟件場景真實,按照真車駕駛要求設計。

豐富的個性化軟件設置功能,純三維軟件界面,美觀大方。

2、系統簡介:

4D系列汽車模拟器是我公司自行研發的新一代駕駛模拟系統,它涉及視景仿真、機械設計、儀器儀表、嵌入計算機、實時網絡數據傳輸、數據圖象處理、自動控制、人體工效學等技術,自主軟件開發及單片機開發,整個系統可以實現駕駛知識、休閑娛樂,支持多樣賽車軟件,與其它模拟駕駛系統相比,系統具有場景逼真、實用性強、性價比高等特點。

3、結構描述:

4D系列汽車模拟器采用真車部件為用戶提供仿真操作的環境,方向盤、油門、離合器、刹車、檔位、儀表操作方法與真車相似,平台結構強,适合長時間運行,外觀新穎,每一個操作信号通過數據采集模塊的同步的傳感系統傳給控制計算機,系統對數據進行分析處理後,實現實時圖像轉變,并通過相應的仿真裝置,實現力反饋和位移等的模拟,使用者操作時有與真車駕駛基本相同的感覺。

4、計算機配置要求:

1G以上内存(推薦配置2G内存)。

CPU主頻1.6GHz以上(推薦配置2.6GHz)。

硬盤空餘空間4G以上。

顯示器最低支持1280*768分辨率/支持獨立顯卡。

支持操作系統有:Windows2000、WindowsXP、Windows Vista、Windows 7(推薦操作系統win7)。

應用範疇

1、院校汽車相關專業數字汽車科研與教學。

2、院校科研單位交通、飛行、運輸等相關專業科研與仿真體驗。

3、科博管汽車仿真數字體驗展相。

4、未來駕校的心事培訓手段。

5、大型工業企業駕駛技術人工虛拟培訓。

6、越野、坦克作戰等單兵和協同實戰演習。

7、互動遊戲。

8、交通安全教育宣傳基地。

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