CN113129681A - 一种虚拟驾驶系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种虚拟驾驶系统,虚拟驾驶系统包括：车载中控系统、线控系统和虚拟显示系统。车载中控系统确定虚拟驾驶场景，线控系统生成第一虚拟车辆状态信息或第二虚拟车辆状态信息。虚拟显示系统根据第一车辆状态信息或第二车辆状态信息生成调整后的虚拟驾驶场景，车载中控系统根据调整后的虚拟驾驶场景执行对应功能，虚拟显示系统实时显示虚拟驾驶场景。本申请通过线控系统获取虚拟车辆状态信息，虚拟显示系统实时显示虚拟驾驶场景，车载中控系统根据实时虚拟驾驶场景执行对应的功能，以实现车辆的虚拟驾驶。

Description

一种虚拟驾驶系统及车辆

技术领域

本申请涉及车辆领域，具体的涉及一种虚拟驾驶系统及车辆。

背景技术

随着经济水平提高，平均一个家庭至少拥有一辆汽车，甚至是多辆，虽然道路交通也在快速发展，但是各大中型城市里道路交通环境还是日益复杂化，我国的交通事故率一直排在世界前列，根据专门机构调研发现，排除掉恶劣天气环境(暴雨等)、酒驾、疲劳驾驶、身体疾病等因素，相当一部分的交通事故是由于驾驶车辆人员经验不足，驾驶技术不熟练，对于复杂路况下行车驾驶控制掌握不到位，再加上遇到突发情况时对于较为陌生场景处理的莫名紧张与慌乱，采取了错误的应付处理方式，导致了事故的发生。

我国汽车驾驶培训行业中大部分采用教练带学员的实车操作方式，学员驾驶训练时长短，效率也比较低。驾驶培训课程完成之后用户只能自行驾驶练习，有相当一部分人虽然考取了驾驶证，但是驾驶车辆机会少。

现有技术中汽车驾驶模拟器是学习车辆驾驶操作最为方便快捷且安全的方式。汽车驾驶模拟器工作原理是，用户操纵控制部件，使得各个部件上的传感器感应到动作变化，从而发送对应触发信号，视景计算机的信号采集及处理系统按照一定的算法处理各个部件产生的信号，并经过车辆动力学模型模拟运算，计算出用户操纵控制后所产生的车辆状态变化，例如用户踩下油门后发动机产生一定转速，从而带动一定的输出扭矩，进一步产生一定车速以及车辆位置变化等等。通过车辆动力学模型模拟运算后的结果会传输到显示屏/VR眼镜中进行图形显示，还会送到音响系统中进入声音模拟。在汽车驾驶模拟器中能够感受类似于真实的方向盘、离合器、油门和驾驶挡位等的协调操作，不受天气因素影响，在室内即可反复模拟练习车辆驾驶，还可以体验到一些极限驾驶工况下的行车操作。

汽车驾驶模拟器虽然弥补了实车驾驶练习的一些弊端，但还是无法真正让用户感受到真实车辆控制的操作，即使目前最高端的汽车驾驶模拟器已经可以模拟出各种各样的车辆驾驶状态，但这样的驾驶体验还是没法替代实车操作所带来的操控熟练感。因此，需提供一种虚拟驾驶方案，以使用户在虚拟驾驶时可感受到实车操作。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种虚拟驾驶系统，通过线控系统获取虚拟车辆状态信息，虚拟显示系统实时显示虚拟驾驶场景，车载中控系统根据实时虚拟驾驶场景执行对应的功能，以实现车辆的虚拟驾驶。

为解决上述技术问题，本申请采取的技术方案是提供一种虚拟驾驶系统，虚拟驾驶系统包括：车载中控系统，根据用户输入指令确定虚拟驾驶场景；线控系统，采集用户输入信息并获取虚拟驾驶场景，根据用户输入信息生成第一虚拟车辆状态信息，或根据用户输入信息和虚拟驾驶场景生成第二虚拟车辆状态信息；虚拟显示系统，根据第一车辆状态信息或第二车辆状态信息生成调整后的虚拟驾驶场景，并将调整后的虚拟驾驶场景传输到车载中控系统，车载中控系统根据调整后的虚拟驾驶场景执行对应功能，虚拟显示系统实时显示虚拟驾驶场景。

其中，线控系统包括：线控中央处理器和与线控中央处理器电连的线控转向子系统、线控驱动子系统和线控控制子系统；线控中央处理器从线控转向子系统、线控驱动子系统和线控控制子系统获取第一虚拟车辆状态信息，将第一虚拟车辆状态信息传输到虚拟显示系统。

其中，线控系统包括：线控中央处理器和与线控中央处理器电连的线控转向子系统、线控驱动子系统、线控控制子系统和线控悬架子系统；线控中央处理器从线控转向子系统、线控驱动子系统、线控控制子系统和线控悬架子系统获取第二虚拟车辆状态信息，将第二虚拟车辆状态信息传输到虚拟显示系统。

其中，第一虚拟车辆状态信息包括虚拟转向力、虚拟转向信息、虚拟动力信息，第二虚拟车辆状态信息包括第一虚拟车辆状态信息和虚拟车身状态数据。

其中，虚拟动力信息包括虚拟车速、虚拟加速度。

其中，线控转向子系统包括：线控转向控制器和与线控转向控制器电连的转向盘力反馈总成、路感模拟子系统、转向盘执行机构和转向盘力矩转角传感器；线控转向控制器控制转向盘力反馈总成、转向盘力矩转角传感器和路感模拟子系统正常运行，切断转向盘执行机构对转向轮的控制；转向盘力矩转角传感器采集用户输入的方向盘转角，路感模拟子系统获取虚拟路感信息，线控转向控制器根据虚拟车速、虚拟路感信息确定转向盘操控数据曲线，根据方向盘转角和转向盘操控数据曲线确定虚拟转向力，并将虚拟转向力传输到转向盘力反馈总成，转向盘力反馈总成将虚拟转向力反馈到用户。

其中，线控转向子系统包括：线控转向控制器和与线控转向控制器电连的转向盘力矩转角传感器；虚拟转向信息包括：转向盘角度、转向轮虚拟转角与虚拟转向半径的信息；转向盘力矩转角传感器采集虚拟驾驶模式下用户输入的转向盘角度，并传输到线控转向控制器；线控转向控制器根据转向盘角度计算转向轮虚拟转角与虚拟转向半径，并将转向盘角度、转向轮虚拟转角与虚拟转向半径经线控中央处理器传输到虚拟显示系统。

其中，线控驱动子系统包：线控驱动控制器和与线控驱动控制器电连的线控换挡子系统、加速踏板总成和加速执行机构；线控驱动控制器控制线控换挡子系统、加速踏板总成正常运行，切断对加速执行机构的控制，线控驱动控制器获取用户输入的踏板位置信息和档位信息，并根据踏板位置信息和档位信息确定虚拟动力信息，并将虚拟动力信息经线控中央处理器传输到虚拟显示系统。

其中，线控制动子系统包括：线控制动控制器和与线控制动控制器电连的制动踏板总成、第一传感器和制动执行机构，制动踏板总成包括第二传感器；线控制动控制器控制制动执行机构正常运行，控制第一传感器停止采集动力信息，动力信息包括车速、加速度；线控制动控制器控制第二传感器采集用户输入的制动踏板深度信息，根据制动踏板深度信息和虚拟驾驶场景信息计算虚拟制动距离，并将虚拟制动距离经线控中央处理器传输到虚拟显示系统。

其中，线控悬架子系统包括：线控悬架控制器和与线控悬架控制器电连的悬架调节执行器和车身状态传感器；线控悬架控制器控制车身状态传感器停止采集车身状态数据，控制悬架调节执行器根据虚拟驾驶场景执行对应功能。

其中，线控悬架控制器从线控中央处理器获取第一虚拟车辆状态信息和虚拟驾驶场景信息，根据第一虚拟车辆状态信息和虚拟驾驶场景信息确定悬架机构控制曲线，根据第一虚拟车辆状态信息和控制曲线确定虚拟车身状态数据，线控悬架控制器根据车身状态数据控制悬架调节执行器执行相应动作，并将虚拟车身状态数据经线控中央处理器传输到虚拟显示系统。

其中，虚拟驾驶系统还包括车身控制器，车载中控系统根据用户输入指令确定虚拟驾驶场景后，车身控制器将线控系统的电源档位切换为虚拟驾驶电源档位；虚拟驾驶电源档位包括虚拟OFF档、虚拟ACC档、虚拟ON档、虚拟启动档；车身控制器将车载中控系统和虚拟显示系统的电源档位控制为正常驾驶电源档位。

其中，虚拟驾驶系统还包括与线控系统电连的车载灯光控制系统，根据用户输入指令，控制中控系统显示灯光状态。

其中，虚拟驾驶系统还包括仪表，仪表显示虚拟驾驶模式。

其中，虚拟显示系统包括前挡风玻璃投影显示屏、后挡风玻璃投影显示屏、左前车窗玻璃投影显示屏、右前车窗玻璃投影显示屏、左后车窗玻璃投影显示屏、右后车窗玻璃投影显示屏、内后视镜玻璃投影显示屏。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种车辆，车辆包括上述的虚拟驾驶系统。

本申请的虚拟驾驶系统包括车载中控系统、线控系统和虚拟显示系统。车载中控系统，根据用户输入指令确定虚拟驾驶场景；线控系统，采集用户输入信息并获取虚拟驾驶场景，根据用户输入信息生成第一虚拟车辆状态信息，或根据用户输入信息和虚拟驾驶场景生成第二虚拟车辆状态信息；虚拟显示系统，根据第一车辆状态信息或第二车辆状态信息生成调整后的虚拟驾驶场景，并将调整后的虚拟驾驶场景传输到车载中控系统，车载中控系统根据调整后的虚拟驾驶场景执行对应功能，虚拟显示系统实时显示虚拟驾驶场景。本申请通过线控系统获取虚拟车辆状态信息，虚拟显示系统实时显示虚拟驾驶场景，车载中控系统根据实时虚拟驾驶场景执行对应的功能，以实现车辆的虚拟驾驶。

附图说明

本公开的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请虚拟驾驶系统第一实施方式示意图；

图2为本申请虚拟驾驶系统第二实施方式示意图；

图3为本申请虚拟驾驶系统第三实施方式示意图；

图4为本申请虚拟驾驶系统第四实施方式示意图；

图5为本申请车辆一实施方式示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请虚拟驾驶系统。

请参阅图1，图1为本申请虚拟驾驶系统第一实施方式示意图。本申请的虚拟驾驶系统包括车载中控系统，根据用户输入指令确定虚拟驾驶场景；线控系统，采集用户输入信息并获取虚拟驾驶场景，根据用户输入信息生成第一虚拟车辆状态信息，或根据用户输入信息和虚拟驾驶场景生成第二虚拟车辆状态信息；虚拟显示系统，根据第一车辆状态信息或第二车辆状态信息生成调整后的虚拟驾驶场景，并将调整后的虚拟驾驶场景传输到车载中控系统，车载中控系统根据调整后的虚拟驾驶场景执行对应功能，虚拟显示系统实时显示虚拟驾驶场景。

车载中控系统包括车载多媒体系统，例如中控显示屏、仪表、旋转显示屏等各种显示装置。虚拟显示系统可以包括虚拟投影系统。虚拟投影系统可以包括前挡风玻璃投影显示屏、后挡风玻璃投影显示屏、左前车窗玻璃投影显示屏、右前车窗玻璃投影显示屏、左后车窗玻璃投影显示屏、右后车窗玻璃投影显示屏、内后视镜玻璃投影显示屏。车载中控系统中的显示装置具有虚拟驾驶模式的菜单界面，用户可从菜单界面选择驾驶模式，驾驶模式包括正常驾驶模式和虚拟驾驶模式。用户选择虚拟驾驶模式后，可通过车载中控系统的显示装置的菜单界面选择预先录入的虚拟驾驶训练场景。虚拟驾驶训练场景包含常规驾考训练场景、繁华闹市路段行驶场景、乡间小路行驶场景、山区弯道场景等等。车在中控系统的虚拟驾驶场景还可以通过SD卡或U盘的方式根据需求扩展导入新的虚拟驾驶训练场景。用户选择虚拟驾驶训练场景后。车载中控系统会向线控系统和虚拟显示系统发送虚拟驾驶模式通知。车载中控系统获取线控系统和虚拟显示系统发送的进入虚拟驾驶模式的反馈通知后，车载中控系统进入虚拟驾驶模式的控制界面。控制界面中提供场景重新开始、切换新的场景、退出虚拟驾驶模式等选择。当用户选择退出虚拟驾驶模式，车载中控系统会向线控系统和虚拟显示系统发送退出虚拟驾驶模式通知。车载中控系统获取线控系统和虚拟显示系统发送的退出虚拟驾驶模式的反馈通知后，车载中控系统将自身功能切换为正常的车载中控系统功能。另外，在进入虚拟驾驶模式后，车载多媒体系统可以提供虚拟驾驶场景所对应的音响效果，实时接收虚拟显示系统提供的影像显示状态信息，配合影像显示提供对应的声音效果。本实施方式中，线控系统获取虚拟车辆状态信息，虚拟显示系统实时显示虚拟驾驶场景，车载中控系统根据实时虚拟驾驶场景执行对应的功能，以实现车辆的虚拟驾驶。

在一实施方式中，第一虚拟车辆状态信息包括虚拟转向力、虚拟转向信息、虚拟动力信息，第二虚拟车辆状态信息包括第一虚拟车辆状态信息和虚拟车身状态数据。虚拟动力信息可以包括虚拟车速、虚拟加速度。本实施方式只是对第一虚拟车辆状态信息、第二虚拟车辆状态信息进行示例性说明，本实施方式的第一虚拟车辆状态信息、第二虚拟车辆状态信息还可以包括其他车辆信息。

在一实施方式中，请参阅图2和图3，图2为本申请虚拟驾驶系统第二实施方式示意图。线控系统包括：线控中央处理器和与线控中央处理器电连的线控转向子系统、线控驱动子系统、线控控制子系统和线控悬架子系统。线控中央处理器从线控转向子系统、线控驱动子系统、线控控制子系统和线控悬架子系统获取第二虚拟车辆状态信息，将第二虚拟车辆状态信息传输到虚拟显示系统。线控系统是通过控制器、线缆、传感器、和电机等电气部件对汽车进行操纵，利用传感器感知驾驶人的驾驶意图，并将其通过导线输送给控制器，控制器控制执行机构工作，实现汽车的转向、制动、驱动等功能，从而取代传统汽车靠机械或液压来传递操纵信号的控制方式。目前线控系统中的线控油门、线控换挡、线控悬架及线控液压制动等已广泛应用于各种汽车上。线控中央处理器是线控系统中数据处理的核心，它会把各个线控子系统所需的外部数据收集整理后传递到对应线控子系统，同时也会把各个线控子系统所提供给的各类状态数据传递给相关的部件，起着一个数据中转的作用，可避免各个线控子系统会外部不相干数据的干扰，提高各个线控子系统信息数据处理效率。在本发明中，线控中央处理器需要识别车载中控系统所发送的虚拟驾驶模式或正常驾驶模式切换指令，并把该指令传递给所有各个线控子系统，同时还会监控各个线控子系统是否已成功切换到虚拟驾驶模式或者成功返回正常驾驶模式，继而把模式切换状态通报给车载中控系统。

在一实施方式中，请参阅图3，图3为本申请虚拟驾驶系统第三实施方式示意图。线控转向子系统是取消了方向盘与转向车轮之间的机械连接，采用电信号控制车轮转向，可以自由设计汽车转向系角传递特性和力传递特性，实现许多传统转向系统不具备的功能。在一实施方式中，线控转向子系统包括：线控转向控制器和与线控转向控制器电连的转向盘力反馈总成、路感模拟子系统、转向盘执行机构和转向盘力矩转角传感器。线控转向控制器控制转向盘力反馈总成、转向盘力矩转角传感器和路感模拟子系统正常运行，切断转向盘执行机构对转向轮的控制。转向盘力矩转角传感器采集用户输入的方向盘转角，路感模拟子系统获取虚拟路感信息，线控转向控制器根据虚拟车速、虚拟路感信息确定转向盘操控数据曲线，根据方向盘转角和转向盘操控数据曲线确定虚拟转向力，并将虚拟转向力传输到转向盘力反馈总成，转向盘力反馈总成将虚拟转向力反馈到用户。转向盘力反馈总成又包含转向盘力矩转角传感器、转向电机、减速器等几个部分。

线控转向子系统的工作原理是用户操纵方向盘，转向控制器采集方向盘转角、车速和横摆角速度等传感器信号，通过预先设置的控制策略对汽车转向运动进行控制，同时路感模拟子系统根据汽车不同行驶工况对路感进行模拟并反馈给用户。因为线控转向线子系统取消了转向盘到转向车轮的机械连接，因此需模拟生成，路感模拟子系统就是用户驾驶汽车的重要信息来源，路感模拟子系统反映出汽车运动状态和路面变化情况，其主要通过执行机构施加于方向盘，产出用户转向时的方向盘力矩。当线控转向控制器收到线控中央处理器传递过来的进入虚拟驾驶模式指令时，线控转向控制器控制转向盘力反馈总成、转向盘力矩转角传感器和路感模拟子系统正常运行，切断转向盘执行机构对转向轮的控制。即实现用户依然可以转动转向盘，但是车轮不会随着一块转动，这样可以避免原地转动转向盘对车轮造成不必要的磨损，另外用户还可以体验到线控转向控制器、转向盘力反馈总成、路感模拟子系统三者共同虚拟构建出的不同行驶工况下转向力感反馈，该功能是通过线控转向控制器、转向盘力反馈总成、路感模拟子系统、转向盘执行机构和转向盘力矩转角传感器协同完成。从而使用户可以真实感受到车辆在不同路面或者车辆行驶及静止时的转向盘转动阻力反馈。线控转向控制器实时接收虚拟显示子系统实时反馈的影像显示状态信息，转向盘力矩转角传感器采集用户输入的方向盘转角，路感模拟子系统根据虚拟显示子系统实时反馈的影像显示状态信息模拟生成虚拟路感信息。线控转向控制器根据虚拟车速、虚拟路感信息确定转向盘操控数据曲线。线控转向控制器根据方向盘转角和转向盘操控数据曲线确定虚拟转向力，并将虚拟转向力传输到转向盘力反馈总成，转向盘力反馈总成将虚拟转向力反馈到用户。转向盘操控历史数据曲线是由汽车厂商根据不同车型进行各类驾驶工况下转向盘操作状态历史数据记录。

在一实施方式中，请参阅图3，图3为本申请虚拟驾驶系统第三实施方式示意图。在一实施方式中，线控转向子系统包括：线控转向控制器和与线控转向控制器电连的转向盘力矩转角传感器；虚拟转向信息包括：转向盘角度、转向轮虚拟转角与虚拟转向半径的信息；转向盘力矩转角传感器采集虚拟驾驶模式下用户输入的转向盘角度，并传输到线控转向控制器；线控转向控制器根据转向盘角度计算转向轮虚拟转角与虚拟转向半径，并将转向盘角度、转向轮虚拟转角与虚拟转向半径经线控中央处理器传输到虚拟显示系统。在虚拟驾驶模式下，转向盘力矩转角传感器会采集当前用户转动转向盘角度信息，然后线控转向控制器需要计算出转向轮虚拟转角ω。若是转向盘转向角度与转向轮虚拟转角成系数关系，则根据转向盘角度α与转向等比系数n关系式计算所得。若是转向盘转向角度与转向轮虚拟转角成非系数关系，则根据关系数据图表进行查表找出对应转向轮虚拟转角值。虚拟转向半径R可根据车长L与转向轮虚拟转角ω的关系式计算得到。线控转向控制器将转向盘角度、当前转向轮虚拟转角ω与虚拟转向半径R的信息反馈给线控中央处理器，线控中央处理器收集信息后进行统计整理后，传输到虚拟显示系统等需要转向信息的部件系统。

线控驱动子系统是根据用户动作和汽车各种行驶信息，分析驾驶人意图，精确控制动力装置(发动机或电机)输出功率和车轮驱动力以提高汽车动力性、经济性和操纵稳定性。线控驱动子系统的工作原理是，当用户踩下加速踏板，踏板位置传感器将位置信号传送至驱动控制器，驱动控制器将采集到的相关传感器信号经过处理后发送指令至驱动执行器，从而控制输出驱动力的大小，另外通过线控换挡子系统采集驾驶挡位信号，控制车辆行进方向(前进挡或者后退挡)。

在一实施方式中，请参阅图3，图3为本申请虚拟驾驶系统第三实施方式示意图。在一实施方式中，线控驱动子系统包：线控驱动控制器和与线控驱动控制器电连的线控换挡子系统、加速踏板总成和加速执行机构。其中，加速踏板总成又包含踏板力反馈传感器、踏板位移传感器以及其他踏板相关的机械机构。当线控驱动控制器收到线控中央处理器传递过来的进入虚拟驾驶模式指令时，线控驱动控制器控制线控换挡子系统、加速踏板总成正常运行，切断对加速执行机构的控制。即实现用户依然可以实现驾驶挡位的切换，踩加速踏板驾驶车辆行进、后退等车辆操作。线控驱动控制器获取用户输入的踏板位置信息和档位信息，并根据踏板位置信息和档位信息确定虚拟动力信息，并将虚拟动力信息经线控中央处理器传输到虚拟显示系统。其中，线控换挡子系统采集用户当前的驾驶挡位状态，加速踏板总成则采集用户输入的加速踏板深度。由于线控驱动控制器对加速执行机构停止控制，线控驱动控制器根据用户输入的踏板位置信息和档位信息确定虚拟动力信息，并将该虚拟动力信息反馈给用户。同时，线控驱动控制器将所述虚拟动力信息经所述线控中央处理器传输到所述虚拟显示系。具体的，线控驱动控制器中存储有加速踏板操控历史数据曲线。不同车型采集在正常驾驶模式下，各个踏板位置和档位信息对用的动力数据生成的

该曲线是加速踏板操控历史数据曲线。在虚拟驾驶模式下，线控驱动控制器根据用户输入的踏板位置和档位信息和加速踏板操控历史数据曲线，确定虚拟动力信息。虚拟动力信息包括虚拟车速、虚拟转速、虚拟横向加速度、虚拟纵向虚拟加速度等虚拟动力信息。线控驱动控制器虚拟动力信息反馈给线控中央处理器，线控中央处理器还可将虚拟动力信息提供到线控制动子系统、车载仪表、虚拟显示系统等相关系统。

在一实施方式中，请参阅图3，图3为本申请虚拟驾驶系统第三实施方式示意图。线控制动子系统采用线缆取代了制动管路，通过线控制动控制器操控电机来控制制动力的大小。在一实施方式中，线控制动子系统包括：线控制动控制器和与线控制动控制器电连的制动踏板总成、第一传感器和制动执行机构，制动踏板总成包括第二传感器。第一传感器采集动力信息，动力信息包括车速、加速度。第一传感器包括纵向加速传感器、横向加速传感器和车速传感器，各个传感器采集对应的信息。第二传感器采集用户输入的制动踏板深度信息。线控制动控制器接收到虚拟驾驶模式指令后，由于车辆当前实际处于静止状态，纵向加速传感器、横向加速传感器、车速传感器等传感器并没有采集到有效数据，因此在虚拟驾驶模式状态下，线控制动控制器控制纵向加速传感器、横向加速传感器、车速传感器等传感器停止采集数据。线控制动控制器控制制动执行机构正常运行，控制第一传感器停止采集动力信息，动力信息包括车速、加速度。其中，制动踏板总成又包含第二传感器、踏板力模拟器以及其他踏板相关的机械机构。线控制动子系统的工作原理是：驾驶员踩下制动踏板后，第二传感器采集制动力，并传输给线控制动控制器，线控制动控制器根据虚拟动力信息和虚拟驾驶场景计算出虚拟制动力，并将虚拟制动力传输到线控制动子系统的电机制动模块，控制电机制动模块实现制动功能。线控制动控制器控制踏板力模拟器根据虚拟制动力计算出虚拟制动踏板力，并将该虚拟制动力通过制动踏板反馈给用户。另外，线控制动控制器接收制动踏板发出的信号和车轮传感器信号，识别车轮是否抱死、打滑等，以控制车轮制动力分配等。线控制动控制器控制第二传感器采集用户输入的制动踏板深度信息，根据制动踏板深度信息和虚拟驾驶场景信息计算虚拟制动距离，并将虚拟制动距离经线控中央处理器传输到虚拟显示系统。虚拟显示系统会根据线控系统提供的虚拟制动距离来调整显示屏的显示画面，使驾驶员可以真实体验匀速、急加速等各种状态车速带来的即视感，同时多媒体系统也会配合提供对应场景的音响效果。线控中央处理器还可将虚拟制动力和虚拟制动距离传输到线控转向子系统、线控驱动子系统、线控悬架子系统、仪表等系统或装置，以便为用户提供与驾驶实车体验等同的虚拟驾驶体验。

在一实施方式中，请参阅图3，图3为本申请虚拟驾驶系统第三实施方式示意图。线控悬架子系统通过线控悬架控制器调整减振器阻尼和弹簧刚度，突破传统悬架系统在实际应用中的限制，提高不同行驶工况下的汽车平顺性和操纵稳定性。线控悬架子系统包括：线控悬架控制器和与线控悬架控制器电连的悬架调节执行器和车身状态传感器。当线控悬架控制器收到进入虚拟驾驶模式指令时，线控悬架控制器控制车身状态传感器停止采集车身状态数据，控制悬架调节执行器根据虚拟驾驶场景执行对应功能。由于车辆当前实际处于静止状态，车身状态传感器并没有采集到车身状态数据，因此线控悬架控制器控制车身状态传感器停止采集车身状态数据，以减小车辆能耗。线控悬架机构控制曲线存储在线控悬架控制器中，架机构控制曲线是在正常驾驶模式下，不同车型在各个车速、加速、转向、制动、不同路况等条件下采集的悬架机构控制曲线。线控悬架控制器从线控中央处理器获取第一虚拟车辆状态信息和虚拟驾驶场景信息，根据第一虚拟车辆状态信息和虚拟驾驶场景信息确定悬架机构控制曲线。根据第一虚拟车辆状态信息和悬架机构控制曲线确定虚拟车身状态数据，线控悬架控制器根据车身状态数据控制悬架调节执行器执行相应动作，并将虚拟车身状态数据经线控中央处理器传输到虚拟显示系统。例如，车辆行驶在凹凸不平的路面上所带来的振动感，线控悬架控制器会控制悬架调节执行器产生同样的振动效果，另外用户还可以体验到由于操作不当发生可控类型的碰撞(车辆未严重性破坏所造成的碰撞事故)时所带来的振动感，线控悬架控制器会根据当前虚拟驾驶场景影像状态数据计算碰撞强度，从而控制悬架调节执行器产生对应的碰撞振动效果。

在一实施方式中，线控中央处理器、线控转向控制器、线控驱动控制器、线控制动控制器、线控悬架控制器中的两个或两个以上可以为一个处理器，即仅用一个控制器或者两个控制实现控制各个线控子系统的运行。在其他实施方式中，可根据实际需要设置控制器的个数，在此不限定控制器的个数。

在一实施方式中，请参阅图4，线控系统包括：线控中央处理器和与线控中央处理器电连的线控转向子系统、线控驱动子系统和线控控制子系统；线控中央处理器从线控转向子系统、线控驱动子系统和线控控制子系统获取第一虚拟车辆状态信息，将第一虚拟车辆状态信息传输到虚拟显示系统。第一虚拟车辆状态信息与上述实施方式的第一虚拟车辆状态信息相同。本实实施方式的与上述实施方式的区别仅在于车辆的悬架控制子系统不参与虚拟驾驶驾驶模式，以降低车辆对周围环境(包括路面、天气)的要求。

在一实施方式中，请参阅图3，图3为本申请虚拟驾驶系统第三实施方式示意图。虚拟驾驶系统还包括车身控制器，车载中控系统根据用户输入指令确定虚拟驾驶场景后，车身控制器将线控系统的电源档位切换为虚拟驾驶电源档位；虚拟驾驶电源档位包括虚拟OFF档、虚拟ACC档、虚拟ON档、虚拟启动档；车身控制器将车载中控系统和虚拟显示系统的电源档位控制为正常驾驶电源档位。车身控制器为车辆的各个电控系统配电，控制车辆上电及启动，正常驾驶模式下，车身控制器所控制的整车电源档位有OFF档、ACC档、ON档、启动档。当车身控制器收到车载中控系统进入虚拟驾驶模式指令后，会将整车电源档位切换为虚拟驾驶电源档位，并且会给车载中控系统反馈一个已进入虚拟驾驶模式状态信息。虚拟驾驶电源档位实际配电效果等同于正常驾驶模式下的ON档电，即为所有电控系统配电，不过为了避免虚拟驾驶模式下，用户对车辆进行操控时产生车辆误运行的危险，车身控制器切断了驾驶执行相关模块(如：加速执行机构等)的电源，以保证虚拟驾驶模式下车辆的安全。另外，为了还原真实的车辆驾驶体验，在虚拟驾驶电源档位下，用户可以进行车辆上电、退电及启动的操作，但车身控制器不会去执行实际电源档位切换操作。车身控制器通知相关电控系统当前虚拟电源档位状态(虚拟OFF档、虚拟ACC档、虚拟ON档、虚拟启动档)，相关电控系统则根据当前虚拟电源档位状态执行开启或停止功能运行。在正常驾驶模式时，在正常FF档电下，大部分电控系统是不会工作，车身控制器也会切换这些电控系统电源。但在虚拟驾驶模式时，在虚拟OFF档电下，车身控制器不会切断需要执行虚拟驾驶功能的电控系统的电源，而这些电控系统在接收到车身控制器发送的虚拟OFF档电信号后执行虚拟驾驶功能，同理，各个电控系统在接收到车身控制器的虚拟ACC档或虚拟ON档或虚拟启动档信号时执行虚拟驾驶功能。但在虚拟驾驶模式下，虚拟显示系统与车载中控系统在虚拟电源档位下，依然执行正常驾驶模式对应的功能，虚拟显示系统需要一直维持显示状态，并且还需显示各个虚拟电源档位状态对应影像。

在一实施方式中，请参阅图3，图3为本申请虚拟驾驶系统第三实施方式示意图。虚拟驾驶系统还包括与线控系统电连的车载灯光控制系统，根据用户输入指令，控制中控系统显示灯光状态。车载灯光系统包括灯光开关、显示灯总成等。灯光开关包括：转向盘上或者仪表盘上的大灯、小灯、转向灯、远光灯等灯光开关。显示灯总成包括：包含大灯、小灯、转向灯、远光灯等。是车载灯光系统采集灯光开关状态来点亮对应显示灯。当车载灯光系统收到车载中控系统的进入虚拟驾驶模式通知，车载灯光系统进入虚拟驾驶模式，车载灯光系统控制点亮双闪警示灯，同时继续采集灯光开关状态，但不会点亮对应的显示灯，但车载中控系统会显示与灯光开关状态对应的灯光状态。车载灯光系统成功进入虚拟驾驶模式后，会给车载多媒体系统反馈已进入虚拟驾驶模式状态信息。

在一实施方式中，请参阅图3，图3为本申请虚拟驾驶系统第三实施方式示意图。虚拟驾驶系统还包括仪表，仪表显示虚拟驾驶模式。车载仪表，作为一个车辆状态信息显示的模块，该模块只需接收其他模块提供的数据显示即可，如线控系统提供车速、转速等信息显示。当接收到车载中控系统车辆已正处于虚拟驾驶模式的广播信息时，仪表显示屏的对应指示灯或者在某个特定区域显示“虚拟驾驶模式开启”字样。

在一实施方式中，虚拟显示系统包括前挡风玻璃投影显示屏、后挡风玻璃投影显示屏、左前车窗玻璃投影显示屏、右前车窗玻璃投影显示屏、左后车窗玻璃投影显示屏、右后车窗玻璃投影显示屏、内后视镜玻璃投影显示屏。虚拟显示系统包括虚拟投影系统，虚拟投影系统包括：虚拟投影控制模块、前挡风玻璃投影显示屏、后挡风玻璃投影显示屏、左前车窗玻璃投影显示屏、右前车窗玻璃投影显示屏、左后车窗玻璃投影显示屏、右后车窗玻璃投影显示屏、内后视镜玻璃投影显示屏。虚拟投影系统作用是通过3D影像投影技术在车辆内部的前挡风玻璃投影、后挡风玻璃、左前车窗玻璃、右前车窗玻璃、左后车窗玻璃、右后车窗玻璃及内后视镜玻璃上映射出虚拟实车周边环境画面，同时结合VR影像显示技术配合车辆控制实时调整场景画面，使驾驶员感受到如真实行车般的体验。

虚拟投影控制模块是虚拟投影系统中的核心，所有投影显示屏的电源供应是由虚拟投影控制模块控制，在正常驾驶模式时，虚拟投影控制模块处于静默状态(功能关闭但接收通信网络信号)，不会给任一投影显示屏供电，只有在接收到车载中控系统的进入虚拟驾驶模式的指令后，虚拟投影控制模块开启功能运行，为所有投影显示屏供电，让所有投影显示屏功能开启，并把接收到车载多中控系统传输的虚拟驾驶场景通过各个投影显示屏显示出来。虚拟驾驶模式时，虚拟投影控制模块会接收线控系统关于车辆操控(包含车辆控制、行驶状况及路况等信息)信息实时调整影像，并且实时把影像显示状态信息反馈给车载中控系统。虚拟投影控制模块成功进入虚拟驾驶模式后，会给车载中控系统反馈已进入虚拟驾驶模式状态信息。

在一实施方式中，车载多媒体会向车身控制模块、虚拟投影控制模块、车载灯光系统、线控系统等发送切换虚拟驾驶模式通知，车载多媒体获取到所有系统都已反馈成功进入虚拟驾驶模式后，车载多媒体进入虚拟驾驶模式控制界面，当用户选择退出虚拟驾驶模式，车载多媒体会向车身控制模块、虚拟投影控制模块、车载灯光系统、线控系统等发送退出虚拟驾驶模式通知，车载多媒体获取到所有系统都已反馈成功退出虚拟驾驶模式后，切换回正常的多媒体功能运行。

请参阅图5，图5为本申请提供的车辆的一实施方式示意图。车辆包括上述的虚拟驾驶系统。

本申请的虚拟驾驶系统包括车载中控系统、线控系统和虚拟显示系统。车载中控系统，根据用户输入指令确定虚拟驾驶场景；线控系统，采集用户输入信息并获取虚拟驾驶场景，根据用户输入信息生成第一虚拟车辆状态信息，或根据用户输入信息和虚拟驾驶场景生成第二虚拟车辆状态信息；虚拟显示系统，根据第一车辆状态信息或第二车辆状态信息生成调整后的虚拟驾驶场景，并将调整后的虚拟驾驶场景传输到车载中控系统，车载中控系统根据调整后的虚拟驾驶场景执行对应功能，虚拟显示系统实时显示虚拟驾驶场景。本申请通过线控系统获取虚拟车辆状态信息，虚拟显示系统实时显示虚拟驾驶场景，车载中控系统根据实时虚拟驾驶场景执行对应的功能，以实现车辆的虚拟驾驶。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (16)

1.一种虚拟驾驶系统，其特征在于，所述虚拟驾驶系统包括：

车载中控系统，根据用户输入指令确定虚拟驾驶场景；

线控系统，采集用户输入信息并获取所述虚拟驾驶场景，根据所述用户输入信息生成第一虚拟车辆状态信息，或根据所述用户输入信息和所述虚拟驾驶场景生成第二虚拟车辆状态信息；

虚拟显示系统，根据所述第一车辆状态信息或第二车辆状态信息生成调整后的虚拟驾驶场景，并将所述调整后的虚拟驾驶场景传输到所述车载中控系统，所述车载中控系统根据所述调整后的虚拟驾驶场景执行对应功能，所述虚拟显示系统实时显示所述虚拟驾驶场景。

2.根据权利要求1所述的虚拟驾驶系统，其特征在于，所述线控系统包括：线控中央处理器和与所述线控中央处理器电连的线控转向子系统、线控驱动子系统和线控控制子系统；

所述线控中央处理器从所述线控转向子系统、线控驱动子系统和线控控制子系统获取所述第一虚拟车辆状态信息，将所述第一虚拟车辆状态信息传输到所述虚拟显示系统。

3.根据权利要求1所述的虚拟驾驶系统，其特征在于，所述线控系统包括：线控中央处理器和与所述线控中央处理器电连的线控转向子系统、线控驱动子系统、线控控制子系统和线控悬架子系统；

所述线控中央处理器从所述线控转向子系统、线控驱动子系统、线控控制子系统和线控悬架子系统获取所述第二虚拟车辆状态信息，将所述第二虚拟车辆状态信息传输到所述虚拟显示系统。

4.根据权利要求1所述的虚拟驾驶系统，其特征在于，所述第一虚拟车辆状态信息包括虚拟转向力、虚拟转向信息、虚拟动力信息，所述第二虚拟车辆状态信息包括所述第一虚拟车辆状态信息和虚拟车身状态数据。

5.根据权利要求4所述的虚拟驾驶系统，其特征在于，所述虚拟动力信息包括虚拟车速、虚拟加速度。

6.根据权利要求5所述的虚拟驾驶系统，其特征在于，所述线控转向子系统包括：线控转向控制器和与所述线控转向控制器电连的转向盘力反馈总成、路感模拟子系统、转向盘执行机构，所述转向盘力反馈总成包括转向盘力矩转角传感器；

所述线控转向控制器控制所述转向盘力反馈总成、转向盘力矩转角传感器和路感模拟子系统正常运行，切断所述转向盘执行机构对转向轮的控制；

所述转向盘力矩转角传感器采集用户输入的方向盘转角，所述路感模拟子系统获取虚拟路感信息，所述线控转向控制器根据所述虚拟车速、虚拟路感信息确定转向盘操控数据曲线，根据所述方向盘转角和转向盘操控数据曲线确定虚拟转向力，并将所述虚拟转向力传输到所述转向盘力反馈总成，所述转向盘力反馈总成将所述虚拟转向力反馈到用户。

7.根据权利要求4所述的虚拟驾驶系统，其特征在于，所述线控转向子系统包括：线控转向控制器和与所述线控转向控制器电连的转向盘力矩转角传感器；

所述虚拟转向信息包括：转向盘角度、转向轮虚拟转角与虚拟转向半径的信息；所述转向盘力矩转角传感器采集虚拟驾驶模式下用户输入的转向盘角度，并传输到所述线控转向控制器；

所述线控转向控制器根据所述转向盘角度计算所述转向轮虚拟转角与所述虚拟转向半径，并将所述转向盘角度、所述转向轮虚拟转角与虚拟转向半径经所述线控中央处理器传输到所述虚拟显示系统。

8.根据权利要求2或3所述的虚拟驾驶系统，其特征在于，所述线控驱动子系统包：线控驱动控制器和与所述线控驱动控制器电连的线控换挡子系统、加速踏板总成和加速执行机构；

所述线控驱动控制器控制所述线控换挡子系统、加速踏板总成正常运行，切断对所述加速执行机构的控制，所述线控驱动控制器获取用户输入的踏板位置信息和档位信息，并根据所述踏板位置信息和所述档位信息确定所述虚拟动力信息，并将所述虚拟动力信息经所述线控中央处理器传输到所述虚拟显示系统。

9.根据权利要求2或3所述的虚拟驾驶系统，其特征在于，所述线控制动子系统包括：线控制动控制器和与所述线控制动控制器电连的制动踏板总成、第一传感器和制动执行机构，所述制动踏板总成包括第二传感器；

所述线控制动控制器控制制动执行机构正常运行，控制所述第一传感器停止采集动力信息，所述动力信息包括车速、加速度；

所述线控制动控制器控制所述第二传感器采集用户输入的制动踏板深度信息，根据所述制动踏板深度信息和所述虚拟驾驶场景信息计算虚拟制动距离，并将所述虚拟制动距离经所述线控中央处理器传输到所述虚拟显示系统。

10.根据权利要求3所述的虚拟驾驶系统，其特征在于，所述线控悬架子系统包括：线控悬架控制器和与所述线控悬架控制器电连的悬架调节执行器和车身状态传感器；

所述线控悬架控制器控制车身状态传感器停止采集车身状态数据，控制所述悬架调节执行器根据所述虚拟驾驶场景执行对应功能。

11.根据权利要求10所述的虚拟驾驶系统，其特征在于，所述线控悬架控制器从所述线控中央处理器获取所述第一虚拟车辆状态信息和所述虚拟驾驶场景信息，根据所述第一虚拟车辆状态信息和所述虚拟驾驶场景信息确定悬架机构控制曲线，根据第一虚拟车辆状态信息和所述悬架机构控制曲线确定虚拟车身状态数据，所述线控悬架控制器根据所述车身状态数据控制悬架调节执行器执行相应动作，并将所述虚拟车身状态数据经所述线控中央处理器传输到所述虚拟显示系统。

12.根据权利要求1-7任意一项所述的虚拟驾驶系统，其特征在于，所述虚拟驾驶系统还包括车身控制器，所述车载中控系统根据用户输入指令确定虚拟驾驶场景后，所述车身控制器将所述线控系统的电源档位切换为虚拟驾驶电源档位；

所述虚拟驾驶电源档位包括虚拟OFF档、虚拟ACC档、虚拟ON档、虚拟启动档；

所述车身控制器将所述车载中控系统和所述虚拟显示系统的电源档位控制为正常驾驶电源档位。

13.根据权利要求1-7任意一项所述的虚拟驾驶系统，其特征在于，所述虚拟驾驶系统还包括与所述线控系统电连的车载灯光控制系统，根据用户输入指令，控制所述中控系统显示灯光状态。

14.根据权利要求1-7任意一项所述的虚拟驾驶系统，其特征在于，所述虚拟驾驶系统还包括仪表，所述仪表显示虚拟驾驶模式。

15.根据权利要求1-7任意一项所述的虚拟驾驶系统，其特征在于，所述虚拟显示系统包括前挡风玻璃投影显示屏、后挡风玻璃投影显示屏、左前车窗玻璃投影显示屏、右前车窗玻璃投影显示屏、左后车窗玻璃投影显示屏、右后车窗玻璃投影显示屏、内后视镜玻璃投影显示屏。

16.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1-15所述的虚拟驾驶系统。

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