CN106571083A - 一种机动车驾驶员培训vr学车系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种驾考培训系统，具体涉及一种机动车驾驶员培训VR学车系统。目前的实车驾驶培训方式中存在油耗高、场地需求高、有一定危险性以及受天气影响大等缺陷，本发明提供一种机动车驾驶员培训VR学车系统，包括操作系统、视听系统、以及仿真系统；操作系统将其各个组件的开关信号传送给仿真系统，仿真系统根据操作系统传来的开关信号仿真出驾驶过程的图像和声音场景，并将仿真场景在视听系统中的各个组件中体现出来。本发明可以将驾驶培训的相当一部分转移到室内，节省了燃油成本同时还可以减少真车磨损；另外室内教学无需较大的场地，教学过程不受天气影响。本发明还有助于学员克服初次实时驾驶的恐惧感，相对实车教学安全。

Description

一种机动车驾驶员培训VR学车系统
技术领域
本发明涉及一种驾考培训系统，具体涉及一种机动车驾驶员培训VR学车系统。
背景技术
如今驾驶证逐渐成为了人们必备的证件之一,报名驾校学车的人也越来越多,然而许多驾校不仅收费越来越高，在考试安排、学员学车等方面的效率却没有跟上学员人数的增长速度。从报名到拿证，练车时间跨度大，时间成本太高，学员学车付出的成本过高，驾校教学效率也大打折扣。另外驾校训练和运营过程还有以下问题：
（1）驾校教学耗费大量燃油，根据统计，实车训练1小时，耗油4升，每年大量的新手学员需要消耗成千上万吨燃油。
（2）大量的教练车需要非常大的训练场地。如今的城市土地资源紧缺，驾校在训练场地以及设施建设上耗费巨额资金。
（3）新学员(尤其是女学员)，刚上真车时，由于手脚配合不协调，动作慌乱，因而有不同程度的恐惧心理，一开始就实车驾驶的话存在安全隐患，并且不利于提升培训效果。
（4）驾驶培训室外教学易受到雨雪天气影响。
需要开发一种驾驶员培训系统，来克服或减缓上述不利因素的影响。
发明内容：
本发明的目的就是提供一种机动车驾驶员培训VR学车系统，该系统能够逼真地模拟出驾驶场景，让驾驶学员部分脱离实车培训。
为了达到以上发明目的，本发明的技术方案为：一种机动车驾驶员培训VR学车系统，包括操作系统、视听系统、以及仿真系统；操作系统将其各个组件的开关信号传送给仿真系统，仿真系统根据操作系统传来的开关信号仿真出驾驶过程的图像和声音场景，并将仿真场景在视听系统中的各个组件中体现出来；
所述的操作系统的组件包括操作座椅、点火开关、离合装置、脚刹装置、油门装置、换挡装置、手刹装置、方向盘装置；
所述的仿真系统包括CPLD模块、数据采集模块、D/A接口和仿真计算机，所述的仿真计算机内装有汽车动力学模型，操作系统的开关信号经CPLD模块传送给数据采集模块，数据采集模块将传来的信号数据处理后再转给仿真计算机，仿真计算机中的汽车动力学模型模拟出操作场景，并将模拟出的操作场景信号经数据采集模块、CPLD模块、D/A接口输送到视听系统；
所述的视听系统包括VR头显设备、音响设备、仪表盘，VR头显设备接收并显示D/A接口传送过来的驾驶模拟场景画面、音响设备接收并播放D/A接口传送过来的声音场景信号、仪表盘接收并显示D/A接口传送过来的仪表场景信号。
优选的，所述的方向盘装置中方向盘的开关输入为正负一圈半，所述方向盘的转动角度与汽车动力学模型中车前轮的转动角度成正比例关系。
优选的，所述的操作座椅下安装运动装置，可以根据汽车动力学模型的输出模拟出汽车加速、减速、撞击、颠簸的效果。
本发明相比现有实车培训模式具有以下优点：
（1）节省燃油，现有驾校教学耗费大量燃油，根据统计，实车训练1小时，耗油4升，每年大量的新手学员需要消耗成千上万吨燃油。采用本发明可以将驾驶培训的相当一部分转移到室内，节省了大量的燃油成本同时可以减少真车磨损；另外本发明可以室内操作无需较大的场地，教学过程不受天气影响；且有助于学员克服初次实时驾驶的恐惧感，教学过程相对实车教学安全。
（2）采用VR头显设备，虚拟现实的场景十分逼真，学员的的体验效果好，有助于提高培训效果。
（3）方向盘装置所述方向盘的开关输入为正负一圈半，所述方向盘的转动角度与汽车动力学模型中车前轮的转动角度成正比例关系。实际操作时，可以完整模拟出驾驶过程的转向状况。
（4）操作座椅下安装运动装置，可以根据汽车动力学模型的输出模拟出汽车加速、减速、撞击、颠簸的效果。这样可以提升学员在操作过程中的真实感。
附图说明：
图1为本发明的具体结构示意框图。
具体实施方式：
为了使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明进一步详细说明。参照附图1 ，一种机动车驾驶员培训VR学车系统，其特征在于：包括操作系统100、视听系统200、以及仿真系统300；所述的操作系统100将其各个组件的开关信号传送给仿真系统200，仿真系统200根据操作系统100传来的开关信号仿真出驾驶过程的图像和声音场景，并将仿真场景在视听系统中300的各个组件中体现出来；
所述的操作系统100的组件包括操作座椅110、点火开关120、离合装置160、脚刹装置130、油门装置170、换挡装置140、手刹装置180、方向盘装置150，学员操作时，操作上述组件，各组件产生开关信号；
所述的仿真系统200的组件包括CPLD模块240、数据采集模块220、D/A接口230和仿真计算机210，所述的仿真计算机210内装有汽车动力学模型211，操作系统100各组件的开关信号经CPLD模块240传送给数据采集模块220，数据采集模块220将传来的信号数据处理后再转给仿真计算机210，仿真计算机210中的汽车动力学模型211模拟出操作场景，并将模拟出的操作场景信号经数据采集模块220、CPLD模块240、D/A接口230输送到视听系统300；
所述的视听系统300包括VR头显设备310、音响设备320、仪表盘330，VR头显设备310接收并显示D/A接口230传送过来的驾驶场景模拟画面，学员可以通过VR头显设备310感知虚拟出的驾驶场景，音响设备320接收并播放D/A230接口传送过来的声音场景信号，学员可以通过音响设备320感受驾驶过程的声音，仪表盘330接收并显示D/A接口230传送过来的仪表场景信号，学员可以观察仪表盘了解虚拟出的车辆状况。
优选的，所述的方向盘装置150所述方向盘的开关输入为正负一圈半，所述方向盘装置150的转动角度与汽车动力学模型211中车前轮的转动角度成正比例关系。
优选的，所述的操作座椅110下安装运动装置111，可以根据汽车动力学模型211的输出模拟出汽车加速、减速、撞击、颠簸的效果。
以上所述仅为本发明的示意性的具体实施方式，并非用于限定本发明的范围，任何在不脱离本发明的构思和原则的前提下所做的同等变化与修改，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种机动车驾驶员培训VR学车系统，其特征在于：包括操作系统、视听系统、以及仿真系统；所述的操作系统将其各个组件的开关信号传送给仿真系统，仿真系统根据操作系统传来的开关信号仿真出驾驶过程的图像和声音场景，并将仿真场景在视听系统中的各个组件中体现出来；
所述的操作系统的组件包括操作座椅、点火开关、离合装置、脚刹装置、油门装置、换挡装置、手刹装置、方向盘装置；
所述的仿真系统的组件包括CPLD模块、数据采集模块、D/A接口和仿真计算机，所述的仿真计算机内装有汽车动力学模型，操作系统各组件的开关信号经CPLD模块传送给数据采集模块，数据采集模块将传来的信号数据处理后再转给仿真计算机，仿真计算机中的汽车动力学模型模拟出操作场景，并将模拟出的操作场景信号经数据采集模块、CPLD模块、D/A接口输送到视听系统；
所述的视听系统包括VR头显设备、音响设备、仪表盘，VR头显设备接收并显示D/A接口传送过来的驾驶场景模拟画面、音响设备接收并播放D/A接口传送过来的声音场景信号、仪表盘接收并显示D/A接口传送过来的仪表场景信号。
2.根据权利要求1所述的一种机动车驾驶员培训VR学车系统，其特征在于：所述的方向盘装置中方向盘的开关输入为正负一圈半，所述方向盘的转动角度与汽车动力学模型中车前轮的转动角度成正比例关系。
3.根据权利要求1所述的一种机动车驾驶员培训VR学车系统，其特征在于：所述的操作座椅下安装运动装置，可以根据汽车动力学模型的输出模拟出汽车加速、减速、撞击、颠簸的效果。
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