CN106205274A - 一种基于激振器的驾驶模拟系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于激振器的驾驶模拟系统与方法，所述的系统包括汽车驾驶模拟器、激振控制模块和汽车驾驶模拟器司机室中的激振装置；激振控制模块用于与汽车驾驶模拟器的仿真模块交互，获取仿真模块中的数据，进行交通法规和交通安全风险评判，并根据评判结果控制激振装置动作；激振装置用于在驾驶模拟违反交通法规或者具有交通安全风险时，在激振控制模块的控制命令下，对驾驶者进行激振刺激。本发明在模拟驾驶过程中，根据当前交通环境参数和本车数据，进行交通法规评判和交通安全风险评判，并在违反交通法规或者具有交通安全风险时，控制安装在汽车驾驶模拟器司机室中的激振装置对驾驶者进行感官刺激，促进其形成对不当驾驶行为的条件反射。

Description

一种基于激振器的驾驶模拟系统与方法
技术领域
本发明涉及一种基于激振器的驾驶模拟系统与方法。
背景技术
汽车驾驶模拟器是进行驾驶模拟的仿真系统，系统中包括了车辆操纵部件、司机室环境、视景显示系统、数据采集模块、计算机系统等设备，也包括了数据处理模块，以及各种仿真模块，如动力学仿真模块、视景仿真模块、声音仿真模块等；利用该设备，可以在模拟驾驶环境中，对驾驶过程进行仿真，具有安全、经济、环保、高效、过程可重复等特点；广泛用于驾驶培训、交通安全、汽车研发、科学研究等领域，以培训司机的安全驾驶技能，提高其交通安全意识，并实现交通安全教育。
目前，用于培训的汽车驾驶模拟器中，受训司机在模拟操作中的信息来源包括：目视观察道模拟器生成的道路交通环境视景画面、耳听模拟器生成的环境及本车音频信息、感受模拟器运动系统带来的加速度感，通过操纵方向盘、油门、刹车、档位等模拟器操纵机构，进而完成与模拟器的交互，达到驾驶培训的目的；这些信息来源、交互方式与真实开车基本类似，能较好地模拟实际开车过程；但同时使得培训效果也受限于这些交互方式，无法做到使驾驶者对不当驾驶行为形成条件反射。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于激振器的驾驶模拟系统与方法，在模拟驾驶过程中，根据当前交通环境参数和本车数据，进行交通法规评判和交通安全风险评判，并在违反交通法规或者具有交通安全风险时，生成激振控制命令，控制安装在汽车驾驶模拟器司机室中的激振装置对驾驶者进行感官刺激，促进其形成对不当驾驶行为的条件反射。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于激振器的驾驶模拟系统，包括汽车驾驶模拟器、激振控制模块和安装于汽车驾驶模拟器司机室中的激振装置；所述的激振控制模块分别与汽车驾驶模拟器和激振装置连接；
所述的激振控制模块用于与汽车驾驶模拟器的仿真模块交互，获取仿真模块中的数据，进行交通法规和交通安全风险评判，并根据评判结果控制激振装置动作；
所述的激振装置用于在驾驶模拟违反交通法规或者具有交通安全风险时，在激振控制模块的控制命令下，对驾驶者进行激振刺激。
进一步地，所述的激振装置包括通讯接口、激振驱动控制器和多个激振器组；激振驱动控制器的输入端通过通讯接口与激振控制模块连接，激振驱动控制器的输出端分别与每一个激振器组连接。
进一步地，所述的多个激振器组包括设置于司机室中的座椅靠背激振器组、座椅坐垫激振器组和转向轴激振器组。
所述的激振控制模块包括：
数据采集单元，用于从汽车驾驶模拟器的仿真模块中获取当前交通环境参数和本车数据；
交通法规评判单元，用于判断模拟驾驶是否符合交通法规；
交通安全风险评判单元，用户判断模拟驾驶是否存在安全风险；
激振命令生成单元，在违反交通法规或者具有安全风险时，生成激振控制命令；
激振信号传输单元，用于在激振命令生成时，将激振命令传输给激振装置。
一种基于激振器的驾驶模拟系统的模拟方法，包括以下子步骤：
S1.从模拟驾驶器的仿真系统中获取当前交通环境参数与本车状态数据；
S2.根据步骤S1中获得的数据和交通法规评判规则，对本车是否违反交通法规进行评判，并在违反交通法规，保存交通违法的方位信息；
S3.根据步骤S1中获得的数据和风险识别规则，对本车以当前状态运行是否存在交通安全风险进行评判，并在具有安全风险时保存风险来源的方位信息；
S4.在违反交通法规或者具有安全风险时，生成激振控制命令；
S5.将激振控制命令传输给激振装置；
S6.激振装置的激振驱动控制器通过通讯接口控制命令，并根据控制命令驱动激振器组工作，对驾驶者进行感官刺激
所述的步骤S4生成的控制命令时，根据交通违法的方位信息或者风险来源的方位信息确定控制命令在各个激振器组中的施加对象。
本发明的有益效果是：在模拟驾驶过程中，根据当前交通环境参数和本车数据，进行交通法规评判和交通安全风险评判，并在违反交通法规或者具有交通安全风险时，生成激振控制命令，控制安装在汽车驾驶模拟器司机室中的激振装置对驾驶者进行感官刺激，促进其形成对不当驾驶行为的条件反射。
附图说明
图1为本发明的系统原理框图。
图2为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种基于激振器的驾驶模拟系统，包括汽车驾驶模拟器、激振控制模块和安装于汽车驾驶模拟器司机室中的激振装置；所述的激振控制模块分别与汽车驾驶模拟器和激振装置连接；
所述的激振控制模块用于与汽车驾驶模拟器的仿真模块交互，获取仿真模块中的数据，进行交通法规和交通安全风险评判，并根据评判结果控制激振装置动作；
所述的激振装置用于在驾驶模拟违反交通法规或者具有交通安全风险时，在激振控制模块的控制命令下，对驾驶者进行激振刺激。
汽车驾驶模拟器，是本领域很成熟的技术，主要由车辆操纵部件（处于司机室中）、司机室环境、视景显示系统、数据采集模块、计算机系统等硬件设备，以及仿真模块构成：仿真模块主要包括动力学仿真子模块、视景仿真子模块和声音仿真子模块；视景仿真子模块能够创建虚拟交通道路环境和虚拟车辆；驾驶者控制司机室中的车辆操纵部件进行动作后，由数据将操作动作转换后，控制虚拟车辆在虚拟交通道路上运行，并在实景显示系统中展示。
本发明在模拟驾驶过程中，根据当前交通环境参数和本车数据，进行交通法规评判和交通安全风险评判，并在违反交通法规或者具有交通安全风险时，生成激振控制命令，控制安装在汽车驾驶模拟器司机室中的激振装置对驾驶者进行感官刺激，促进其形成对不当驾驶行为的条件反射；进而驾驶者在之后的实际驾驶过程如果出现不当操作，能够及时反应过来，提高驾驶的安全性。
所述的激振装置包括通讯接口、激振驱动控制器和多个激振器组；激振驱动控制器的输入端通过通讯接口与激振控制模块连接，激振驱动控制器的输出端分别与每一个激振器组连接。
所述的多个激振器组包括设置于司机室中的座椅靠背激振器组、座椅坐垫激振器组和转向轴激振器组。
所述的激振控制模块包括：
数据采集单元，用于从汽车驾驶模拟器的仿真模块中获取当前交通环境参数和本车数据；
交通法规评判单元，用于判断模拟驾驶是否符合交通法规；
交通安全风险评判单元，用户判断模拟驾驶是否存在安全风险；
激振命令生成单元，在违反交通法规或者具有安全风险时，生成激振控制命令；
激振信号传输单元，用于在激振命令生成时，将激振命令传输给激振装置。
如图2所示，一种基于激振器的驾驶模拟系统的模拟方法，包括以下子步骤：
S1.从模拟驾驶器的仿真系统中获取当前交通环境参数与本车状态数据；
采集的当前交通环境参数包括：
其它交通参与者（含车辆、非机动车、行人）的位置、速度、加速度信息；
道路车道数据、车道标线数据；
信号管理设备信息，如：信号灯状态、限行信息、限速数据等。
采集的本车状态数据包括：
本车的空间位置、姿态角度、各方向速度、加速度；
操纵部件状态，包括：方向盘角度、档位状态、各踏板的状态、灯光开关状态等；
本车各子系统状态，包括：发动机状态、变速箱状态、转向系统状态、轮胎系统状态等。
S2.根据步骤S1中获得的数据和交通法规评判规则，对本车是否违反交通法规进行评判，并在违反交通法规，保存交通违法的方位信息；
交通法规评判规则可以是通用的交通法规，也可以自定义；
例如，本车的速度大于限速数据，闯红灯，压线等。
S3.根据步骤S1中获得的数据和风险识别规则，对本车以当前状态运行是否存在交通安全风险进行评判，并在具有安全风险时保存风险来源的方位信息；
风险识别主要是判断是否与周围车辆距离太近（小于距离阈值等）。
S4.在违反交通法规或者具有安全风险时，生成激振控制命令；
根据违反交通法规或者具有的安全风险严重性，激振命令信号强度和频率也可以不同，事情越严重，激振信号强度越大，频率越高，对激振组进行控制时，激振器组的激振强度和频率也越高。
S5.将激振控制命令传输给激振装置；
S6.激振装置的激振驱动控制器通过通讯接口控制命令，并根据控制命令驱动激振器组工作，对驾驶者进行感官刺激。
所述的步骤S4生成的控制命令时，根据交通违法的方位信息或者风险来源的方位信息确定控制命令在各个激振器组中的施加对象。
实施例一，如果交通违法或者安全风险来源没有确定的方位信息，例如，闯红灯，超过限速数据等，则生成的控制命令的施加对象是各个激振器组中的所有激振器。
实施例二，如果本车离右侧车辆过近时，进行安全风险判断后，认为具有安全风险，并保存安全风险的来源是右侧，步骤S4中生成的控制命令施加的对象为各个激振器组中靠右侧的激振器；生成的控制命令传输到激振装置后，控制座椅靠背激振器组、座椅坐垫激振器组和转向轴激振器组中靠右侧的激振器动作，对驾驶者进行感官刺激，同理，左侧车辆过近时，则生成的控制命令的施加对象为各个激振器组中的左侧激振器。
实施例三，如果在本车从左侧越线时，交通法规评判单元判断出其不符合安全规范，同时保存交通违法的方位是在左侧，步骤S4中生成的控制命令施加的对象为各个激振器组中靠左侧的激振器；生成的控制命令传输到激振装置后，控制座椅靠背激振器组、座椅坐垫激振器组和转向轴激振器组中靠左侧的激振器动作，对驾驶者进行感官刺激；同理，右侧越线时，生成的控制命令的施加对象为各个激振器组中的右侧激振器。

Claims (8)

1.一种基于激振器的驾驶模拟系统，其特征在于：包括汽车驾驶模拟器、激振控制模块和安装于汽车驾驶模拟器司机室中的激振装置；所述的激振控制模块分别与汽车驾驶模拟器和激振装置连接；
所述的激振控制模块用于与汽车驾驶模拟器的仿真模块交互，获取仿真模块中的数据，进行交通法规和交通安全风险评判，并根据评判结果控制激振装置动作；
所述的激振装置用于在驾驶模拟违反交通法规或者具有交通安全风险时，在激振控制模块的控制命令下，对驾驶者进行激振刺激。
2.根据权利要求1所述的一种基于激振器的驾驶模拟系统，其特征在于：所述的激振装置包括通讯接口、激振驱动控制器和多个激振器组；激振驱动控制器的输入端通过通讯接口与激振控制模块连接，激振驱动控制器的输出端分别与每一个激振器组连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于激振器的驾驶模拟系统，其特征在于：所述的多个激振器组包括设置于司机室中的座椅靠背激振器组、座椅坐垫激振器组和转向轴激振器组。
4.根据权利要求1所述的一种基于激振器的驾驶模拟系统，其特征在于：所述的激振控制模块包括：
数据采集单元，用于从汽车驾驶模拟器的仿真模块中获取当前交通环境参数和本车数据；
交通法规评判单元，用于判断模拟驾驶是否符合交通法规；
交通安全风险评判单元，用户判断模拟驾驶是否存在安全风险；
激振命令生成单元，在违反交通法规或者具有安全风险时，生成激振控制命令；
激振信号传输单元，用于在激振命令生成时，将激振命令传输给激振装置。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的一种基于激振器的驾驶模拟系统的模拟方法，其特征在于：包括以下子步骤：
S1.从模拟驾驶器的仿真系统中获取当前交通环境参数与本车状态数据；
S2.根据步骤S1中获得的数据和交通法规评判规则，对本车是否违反交通法规进行评判；
S3.根据步骤S1中获得的数据和风险识别规则，对本车以当前状态运行是否存在交通安全风险进行评判；
S4.在违反交通法规或者具有安全风险时，生成激振控制命令；
S5.将激振控制命令传输给激振装置；
S6.激振装置的激振驱动控制器通过通讯接口控制命令，并根据控制命令驱动激振器组工作，对驾驶者进行感官刺激。
6.根据权利要求5所述的一种基于激振器的驾驶模拟系统的模拟方法，其特征在于：所述的步骤S4生成的控制命令时，根据交通违法的方位信息或者风险来源的方位信息确定控制命令在各个激振器组中的施加对象。
7.根据权利要求5所述的一种基于激振器的驾驶模拟系统的模拟方法，其特征在于：所述的步骤S2中，若判断出违反交通法规，需要保存交通违法的方位信息。
8.根据权利要求5所述的一种基于激振器的驾驶模拟系统的模拟方法，其特征在于：所述的步骤S3中，若判断出具有安全风险，需要保存安全风险来源的方位信息。
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