CN112767769A - 一种运输车模拟驾驶训练系统 - Google Patents

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尹才洪
吴地勇
杨飞
王晓龙
廉琦
李刚
李明军
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Abstract

本发明提供了一种运输车模拟驾驶训练系统，包括运输车的驾驶室；所述驾驶室的从内向外可视区覆盖装有显示屏总成，驾驶室固定在六自由度平台上；有驾驶模型模块对显示屏总成和六自由度平台进行控制。本发明设计科学、合理，通过控制六自由度平台中电动缸的行程及振动电机的振动频率来模拟实现真实路况给行驶车辆带来的运动感和振动感，通过液晶显示屏对真实模拟路况进行显示，给驾驶员更为真实的体感和视感。

Description

一种运输车模拟驾驶训练系统
技术领域
本发明涉及一种运输车模拟驾驶训练系统，属于模拟驾驶训练技术。
背景技术
近年来，以计算机仿真技术、多媒体技术和虚拟现实技术为特征的“虚拟仿真实验室”逐步渗透到各个教学领域，并且能解决很多需进行破坏性试验或危险性试验才能决策的实际问题。中型运输车模拟驾驶训练平台是建立在中型运输车运动学基础上的模拟仿真设备，利用虚拟仿真技术从各种实际交通系统组成的人-车-路的角度出发，对驾驶员的模拟驾驶行为研究的参数选择、数据库的结构、场景定制等进行研究。现有技术中的中型运输车模拟训练系统由于设计不够合理，方向盘的操作反馈力度、对驾驶员的体感及视觉感受都不够真实，使得训练效果不够理想。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种运输车模拟驾驶训练系统及系统。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种运输车模拟驾驶训练系统，包括运输车的驾驶室；所述驾驶室的从内向外可视区覆盖装有显示屏总成，驾驶室固定在六自由度平台上；有驾驶模型模块对显示屏总成和六自由度平台进行控制。
所述显示屏总成为多块环绕驾驶室的可视区安装。
所述六自由度平台由相互平行的电动缸、上负载平台构成，电动缸和上负载平台之间装有多根602。
所述驾驶模型模块连接控制驾驶室模块和场景交互系统模块，驾驶室模块连接控制驾驶室，场景交互系统模块连接控制显示屏总成。
所述驾驶室模块连接控制驾驶室的行驶系统、转向系统、制动系统、传动系统、电气系统和车身系统。
所述场景交互系统模块还连接控制音响系统。
还包括控制系统，控制系统连接控制有主动控制系统和监测系统，主动控制系统提供手动控制交互功能，监测系统对驾驶训练行为进行实时监控和评定。
还包括执行系统，执行系统连接控制六自由度平台。
本发明的有益效果在于：能全方位、多角度的对汽车驾驶进行真实模拟，真实模拟路况显示在显示屏上，给驾驶员提供真实的视觉感受，通过采用整个行驶系统、转向系统、制动系统、传动系统、电气系统和车身系统配置与实车相同的驾驶室，给驾驶员提供真实的操作感受，通过控制六自由度平台中电动缸的行程及振动电机的振动频率来模拟实现真实路况给行驶车辆带来的运动感和振动感，给驾驶员真实的驾驶体感，通过设置监控系统，对驾驶员的驾驶操作行为进行实时监控，当驾驶员出现错误的驾驶行为时，可以及时对驾驶员进行提醒。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中六自由度平台的结构示意图；
图3是本发明的功能模块连接示意图。
图中：1-驾驶室，2-显示屏总成，3-振动电机，4-车轮固定装置，5-钢丝绳固定装置，6-六自由度平台，7-电控柜，8-主控制台，9-护栏，601-下底座、602-电动缸，603-上负载平台。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
本发明提供一种运输车模拟驾驶训练系统，包括运输车的驾驶室1；驾驶室1的从内向外可视区覆盖装有显示屏总成2，驾驶室1固定在六自由度平台6上；有驾驶模型模块对显示屏总成2和六自由度平台6进行控制。
显示屏总成2为多块环绕驾驶室1的可视区安装。
六自由度平台6由相互平行的电动缸601、上负载平台603构成，电动缸601和上负载平台603之间装有多根602。
驾驶模型模块连接控制驾驶室模块和场景交互系统模块，驾驶室模块连接控制驾驶室1，场景交互系统模块连接控制显示屏总成2。
驾驶室模块连接控制驾驶室1的行驶系统、转向系统、制动系统、传动系统、电气系统和车身系统。
场景交互系统模块还连接控制音响系统。
还包括控制系统，控制系统连接控制有主动控制系统和监测系统，主动控制系统提供手动控制交互功能，监测系统对驾驶训练行为进行实时监控和评定。
还包括执行系统，执行系统连接控制六自由度平台6。
实施例1
采用上述方案，如图1至图3所示，主要包括驾驶室1、显示屏总成2、振动电机3、六自由度运动平台6，其中，驾驶室1外侧焊接钢制框架结构，并且在两侧开门处焊接的钢制结构的连接处设置铰链连接，然后将显示屏总成2安装到对应的钢制框架处，这样的设计不会影响驾驶室的正常开关门，驾驶室1与六自由度平台6通过车轮固定装置4(即楔块)及钢丝绳固定装置5(即钢丝绳)进行连接，电控柜7用于整个模拟驾驶训练系统装置的供电控制，本申请实例还提供包括控制六自由度运动及高频振动的电机、驾驶室内包括方向盘在内的各种操作仪器的控制组件，且控制组件都与主控制台8进行连接，护栏9在安装在整个装置四周，保障相关人员的安全。
在实际应用中，驾驶室1结构完全按照实车大小尺寸进行设计制造，为了能更好的模拟真实环境，给驾驶员更为真实的视觉感受，本申请施例在驾驶舱体外侧安装有显示屏2，进一步的，显示屏分为4个，其中2个显示屏安装在驾驶舱舱体前端，用于显示前方相关路况信息，另外2个显示屏分别安装在驾驶舱舱体的左右两侧，用于显示两侧相关路况信息。驾驶室内所设有的方向盘、离合器、刹车踏板、油门踏板及各种仪表器材，均按照实车驾驶室内部真实情况进行高仿设计，且经久耐用。
该装置中的六自由度运动平台6包括下底座601、电动缸602和上负载平台603，下底座601与地面通过螺栓连接，下底座601与电动缸602采用虎克铰进行连接，虎克铰与底座采用内六角螺钉连接，电动缸602与上承载平台603采用虎克铰进行连接，电动缸活塞杆与虎克铰下端通过内六角螺钉连接，振动电机3采用螺栓固定在车轮对应的车架处，主控制台8中的中央处理计算机采用嵌入式计算机输出电流，控制相关电动缸驱动电机及振动电机，实现六个自由度方向的运动及高频振动，并且能够给驾驶员一定的力反馈，从而给驾驶员更为真实的驾驶体感。该装置可以用于模拟中型运输车的起步停车、换档变速、侧方停车，坡道停车起步，直角转弯，曲线行驶，倒车入库、超车、会车、城市公路驾驶、高速路驾驶等训练，该装置的场景仿真度高，具备各种训练科目，道路条件、天气条件等功能选择，且具备考核评判功能及实时监控功能，可以对驾驶员的驾驶训练行为进行实时监控和及时评定。
如图3所示，主要依靠控制系统、执行系统、驾驶模型、振动平台和电源模块实现功能。控制系统用于分析操纵指令和场景数据并生成控制指令驱动执行系统和场景显示、音响播放，并采集和传输数据，按照控制方式可分为主动控制系统和驾驶室监测系统。
执行系统主要实现模拟驾驶训练系统装置的运动过程，主要由六自由度平台和振动电机组成。
振动平台作用为固定驾驶模拟器模型和执行系统，是整个装置的承载基础。
驾驶模型主要为驾驶员提供乘坐和操作的地方，主要由驾驶室、场景交互系统组成。驾驶室主要分为行驶系统、转向系统、制动系统、传动系统、电气系统和车身系统；场景交互系统主要由显示屏、立体音响和驾驶场景训练内容组成。
电源模块主要由动力电源系统和备用电源系统等组成，承担给整个系统工作供电及应急电源供给功能。
可见，上述方案设计科学、合理，通过控制六自由度平台中电动缸的行程及振动电机的振动频率来模拟实现真实路况给行驶车辆带来的运动感和振动感，通过液晶显示屏对真实模拟路况进行显示，给驾驶员更为真实的体感和视感。

Claims (8)

1.一种运输车模拟驾驶训练系统，包括运输车的驾驶室(1)，其特征在于：所述驾驶室(1)的从内向外可视区覆盖装有显示屏总成(2)，驾驶室(1)固定在六自由度平台(6)上；有驾驶模型模块对显示屏总成(2)和六自由度平台(6)进行控制。
2.如权利要求1所述的运输车模拟驾驶训练系统，其特征在于：所述显示屏总成(2)为多块环绕驾驶室(1)的可视区安装。
3.如权利要求1所述的运输车模拟驾驶训练系统，其特征在于：所述六自由度平台(6)由相互平行的电动缸(601)、上负载平台(603)构成，电动缸(601)和上负载平台(603)之间装有多根602。
4.如权利要求1所述的运输车模拟驾驶训练系统，其特征在于：所述驾驶模型模块连接控制驾驶室模块和场景交互系统模块，驾驶室模块连接控制驾驶室(1)，场景交互系统模块连接控制显示屏总成(2)。
5.如权利要求4所述的运输车模拟驾驶训练系统，其特征在于：所述驾驶室模块连接控制驾驶室(1)的行驶系统、转向系统、制动系统、传动系统、电气系统和车身系统。
6.如权利要求1所述的运输车模拟驾驶训练系统，其特征在于：所述场景交互系统模块还连接控制音响系统。
7.如权利要求1所述的运输车模拟驾驶训练系统，其特征在于：还包括控制系统，控制系统连接控制有主动控制系统和监测系统，主动控制系统提供手动控制交互功能，监测系统对驾驶训练行为进行实时监控和评定。
8.如权利要求1所述的运输车模拟驾驶训练系统，其特征在于：还包括执行系统，执行系统连接控制六自由度平台(6)。
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