CN114280954A - 一种基于制动修正的驾考模拟器仿真系统及方法 - Google Patents
一种基于制动修正的驾考模拟器仿真系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于制动修正的驾考模拟器仿真系统,包括控制台子系统,其用于获取模拟制动信号指令;线控子系统,其连接控制台子系统,能够根据模拟制动信号指令确定制动参数;仿真修正子系统,其连接线控子系统,能够获取制动阻力数据,并根据制动阻力数据修正制动参数;制动执行子系统,其连接仿真修正子系统,能够根据修正后的制动参数控制驾考模拟器执行制动指令,以实现真车制动情景仿真。本发明通过考虑风阻、重力和摩擦力,对驾考模拟器的制动参数进行修正,将真车在实际考场制动过程中会受到的环境阻力表现在模拟器上,使模拟器仿真系统能够达到与真车运行相同的制动效果。
Description
技术领域
本发明涉及驾考模拟器仿真技术领域,特别涉及一种基于制动修正的驾考模拟器仿真系统及方法。
背景技术
汽车驾驶模拟器(VehicleDrivingSimulator,VDS)的工作原理为:驾驶员操纵操作部件,使得与操作部件直接相连的传感器发生变化,从而引起电数据的变化。目前更增加了VR技术,将车辆动力学模型计算出的结果送入VR显示系统进行图形显示和声音模拟以及仪表显示,使其真实性和代入感更强。
随着汽车的普及,考取驾驶证的人数越来越多,进行驾驶证考试之前需要大量的实操训练,一般是采取教练一对多的实训指导,但由于驾校的场地、车辆、教练资源有限,汽车驾驶模拟器作为一种新型实操训练系统被应用到驾驶证考试练习中。
驾考模拟器作为驾驶证考试学员的考前训练装置,一般是将真车各种参数代入模型中计算得到的制动距离,但由于实际行驶中车辆会受到风阻、车身自重、地面摩擦力等多种制度阻力的影响,其与实际驾驶情况不一致,因此,有必要提出一种基于制动修正的驾考模拟器仿真系统。
发明内容
本发明提供了一种基于制动修正的驾考模拟器仿真系统,包括控制台子系统、线控子系统、仿真修正子系统和制动执行子系统,考虑风阻、重力和摩擦力,对驾考模拟器的制动参数进行修正,将真车在实际考场制动过程中会受到的环境阻力表现在模拟器上,使模拟器仿真系统能够达到与真车运行相同的制动效果。
本发明的技术方案为:
一种基于制动修正的驾考模拟器仿真系统,包括:
控制台子系统,其用于获取模拟制动信号指令;
线控子系统,其连接控制台子系统,能够根据模拟制动信号指令确定制动参数;
仿真修正子系统,其连接线控子系统,能够获取制动阻力数据,并根据制动阻力数据修正制动参数;
制动执行子系统,其连接仿真修正子系统,能够根据修正后的制动参数控制驾考模拟器执行制动指令,以实现真车制动情景仿真。
优选的是,模拟制动信号指令包括:档位数据、制动踏板开度、方向盘转角和车速。
优选的是,制动阻力数据包括:风阻数据、重力数据和摩擦力数据。
优选的是,制动参数包括目标减速度和制动距离。
优选的是,仿真修正子系统包括:
风阻系数模块,其根据驾考模拟器制动过程中表面风阻计算风阻系数;
重力系数模块,其根据驾考模拟器制动过程中自身重力计算重力系数;
摩擦系数模块,其根据驾考模拟器制动过程中摩擦阻力计算摩擦系数;
制动修正模块,其用于获取风阻系数模块、重力系数模块、摩擦系数模块的输出结果,并通过计算得到驾考模拟器的制动修正系数。
优选的是,风阻系数、重力系数和摩擦系数分别根据三电系统台架或整车进行标定获取。
优选的是,制动修正系数基于风阻系数、重力系数和摩擦系数,根据考场真车标定,以使模拟器制动距离与考场真车制动距离相同。
优选的是,三电系统台架或整车进行标定过程为:
构建驾考各项目台架模型,以获取多种制动工况下的标准制动参数曲线;
基于台架模型,进行风洞实验,获取多种制动工况下表面风阻与制动参数的关系曲线,并根据标准制动参数曲线计算风阻系数;
基于台架模型,获取多种制动工况下车身重力与制动参数的关系曲线,并根据标准制动参数曲线计算重力系数;
基于台架模型,进行摩擦力实验,获取多种制动工况下地面摩擦力与制动参数的关系曲线,并根据标准制动参数曲线计算摩擦系数。
优选的是,制动修正系数的计算公式为:
其中,λ表示制动修正系数,δ表示风阻系数,μ表示重力系数,ε表示摩擦系数,I表示电机最大输出功率,n表示方向盘转角,T表示制动踏板开度T∈(0,1)。
一种基于制动修正的驾考模拟器仿真方法,使用上述基于制动修正的驾考模拟器仿真系统,包括:
控制台子系统获取模拟制动信号指令,线控子系统根据模拟制动信号指令和标准制动参数曲线确定制动参数;
获取考场制动阻力数据并输入到仿真修正子系统中,根据制动阻力数据确定制动修正系数;
根据制动修正系数修正制动参数,并发出制动执行指令;
制动执行子系统根据制动执行指令执行制动,以实现真车制动情景仿真。
本发明的有益效果是:
本发明通过将风阻数据、重力数据和摩擦力数据输入到驾考模拟器仿真系统中,计算制动修正系数,进而对驾考模拟器的制动参数进行修正,将真车在实际考场制动过程中会受到的环境阻力表现在模拟器上,使模拟器仿真系统能够达到与真车运行相同的制动效果。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种基于制动修正的驾考模拟器仿真系统框架图。
图2为本发明提供的一种基于制动修正的驾考模拟器仿真方法流程图。
图3为本发明的一个实施例中基于制动修正的驾考模拟器仿真方法流程图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
“内”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示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发明的限制。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。
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接;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。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示,一种基于制动修正的驾考模拟器仿真系统,包括控制台子系统110、线控子系统120、仿真修正子系统130和制动执行子系统140。
控制台子系统110用于获取模拟制动信号指令,线控子系统120连接控制台子系统110,能够根据模拟制动信号指令确定制动参数;仿真修正子系统130连接线控子系统120,能够获取制动阻力数据,并根据制动阻力数据修正制动参数;制动执行子系统140连接仿真修正子系统,能够根据修正后的制动参数控制驾考模拟器执行制动指令,以实现真车制动情景仿真。
一个优选的实施例是,模拟制动信号指令包括:档位数据、制动踏板开度、方向盘转角和车速。制动阻力数据包括:风阻数据、重力数据和摩擦力数据。制动参数包括目标减速度和制动距离。
进一步的,仿真修正子系统130包括风阻系数模块131、重力系数模块132、摩擦系数模块133和制动修正模块134。
风阻系数模块131根据驾考模拟器制动过程中表面风阻计算风阻系数,重力系数模块132根据驾考模拟器制动过程中自身重力计算重力系数,摩擦系数模块133根据驾考模拟器制动过程中摩擦阻力计算摩擦系数,制动修正模块134获取风阻系数模块131、重力系数模块132、摩擦系数模块133的输出结果,并通过计算得到驾考模拟器的制动修正系数。
一个优选的实施例是,风阻系数、重力系数和摩擦系数分别根据三电系统台架或整车进行标定获取。
三电系统台架或整车进行标定过程为:
构建驾考各项目台架模型,以获取多种制动工况下的标准制动参数曲线;
基于台架模型,进行风洞实验,获取多种制动工况下表面风阻与制动参数的关系曲线,并根据标准制动参数曲线计算风阻系数;
基于台架模型,获取多种制动工况下车身重力与制动参数的关系曲线,并根据标准制动参数曲线计算重力系数;
基于台架模型,进行摩擦力实验,获取多种制动工况下地面摩擦力与制动参数的关系曲线,并根据标准制动参数曲线计算摩擦系数。
一个优选的实施例是,制动修正系数基于风阻系数、重力系数和摩擦系数,根据考场真车标定,以使模拟器制动距离与考场真车制动距离相同。
制动修正系数的计算公式为:
其中,λ表示制动修正系数,δ表示风阻系数,μ表示重力系数,ε表示摩擦系数,I表示电机最大输出功率,n表示方向盘转角,T表示制动踏板开度T∈(0,1)。
如图2所示,一种基于制动修正的驾考模拟器仿真方法,使用上述基于制动修正的驾考模拟器仿真系统,包括:
S110、控制台子系统获取模拟制动信号指令,线控子系统根据模拟制动信号指令和标准制动参数曲线确定制动参数。
其中,模拟制动信号指令包括:档位数据、制动踏板开度、方向盘转角和车速;制动参数包括目标减速度和制动距离。
S120、获取考场制动阻力数据并输入到仿真修正子系统中,根据制动阻力数据确定制动修正系数。
其中,制动阻力数据包括:风阻数据、重力数据和摩擦力数据。
S130、根据制动修正系数修正制动参数,并发出制动执行指令。
S140、制动执行子系统根据制动执行指令执行制动,以实现真车制动情景仿真。
在一个具体实施例中,一种基于制动修正的驾考模拟器仿真方法如图3所示,包括:
S100、用户发出制动信号。
S111、控制台子系统获取模拟制动信号指令并发送到线控子系统。
S112、线控子系统调取标准制动参数曲线,并根据模拟制动信号指令和标准制动参数曲线确定制动参数。
S121、获取考场制动阻力数据或者手动设置制动阻力数据,并将制动阻力数据,包括风阻数据、重力数据和摩擦力数据输入到仿真修正子系统;
仿真修正子系统分别调取表面风阻与制动参数关系曲线、重力与制动参数关系曲线和摩擦力与制动参数关系曲线,分别计算得到风阻系数、重力系数和摩擦力系数。
S122、根据风阻系数、重力系数和摩擦力系数计算得到制动修正系数。
S130、根据制动修正系数修正步骤S112得到的制动参数,并将修正后的制动参数发送到制动执行子系统。
S140、制动子系统执行制动指令,以实现真车制动仿真。
本实施例中的风阻数据、重力数据和摩擦力数据可以是根据真实考场个驾考项目真实采集得到,也可以根据训练和考核要求手动设置,以构建不同情境和环境下制动仿真情境,通过对不同仿真情境下的练习,提高学员的应变能力。
本发明实施例中提供的技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
本发明通过将风阻数据、重力数据和摩擦力数据输入到驾考模拟器仿真系统中,计算制动修正系数,进而对驾考模拟器的制动参数进行修正,将真车在实际考场制动过程中会受到的环境阻力表现在模拟器上,使模拟器仿真系统能够达到与真车运行相同的制动效果。
以上内容仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不脱离本发明的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (10)
1.一种基于制动修正的驾考模拟器仿真系统,其特征在于,包括:
控制台子系统,其用于获取模拟制动信号指令;
线控子系统,其连接所述控制台子系统,能够根据所述模拟制动信号指令确定制动参数;
仿真修正子系统,其连接所述线控子系统,能够获取制动阻力数据,并根据所述制动阻力数据修正所述制动参数;
制动执行子系统,其连接所述仿真修正子系统,能够根据修正后的所述制动参数控制驾考模拟器执行制动指令,以实现真车制动情景仿真。
2.如权利要求1所述的基于制动修正的驾考模拟器仿真系统,其特征在于,所述模拟制动信号指令包括:档位数据、制动踏板开度、方向盘转角和车速。
3.如权利要求2所述的基于制动修正的驾考模拟器仿真系统,其特征在于,所述制动阻力数据包括:风阻数据、重力数据和摩擦力数据。
4.如权利要求3所述的基于制动修正的驾考模拟器仿真系统,其特征在于,所述制动参数包括目标减速度和制动距离。
5.如权利要求4所述的基于制动修正的驾考模拟器仿真系统,其特征在于,所述仿真修正子系统包括:
风阻系数模块,其根据驾考模拟器制动过程中表面风阻计算风阻系数;
重力系数模块,其根据驾考模拟器制动过程中自身重力计算重力系数;
摩擦系数模块,其根据驾考模拟器制动过程中摩擦阻力计算摩擦系数;
制动修正模块,其用于获取所述风阻系数模块、所述重力系数模块、所述摩擦系数模块的输出结果,并通过计算得到驾考模拟器的制动修正系数。
6.如权利要求5所述的基于制动修正的驾考模拟器仿真系统,其特征在于,所述风阻系数、所述重力系数和所述摩擦系数分别根据三电系统台架或整车进行标定获取。
7.如权利要求6所述的基于制动修正的驾考模拟器仿真系统,其特征在于,所述制动修正系数基于所述风阻系数、所述重力系数和所述摩擦系数,根据考场真车标定,以使模拟器制动距离与所述考场真车制动距离相同。
8.如权利要求7所述的基于制动修正的驾考模拟器仿真系统,其特征在于,所述三电系统台架或整车进行标定过程为:
构建驾考各项目台架模型,以获取多种制动工况下的标准制动参数曲线;
基于所述台架模型,进行风洞实验,获取多种制动工况下表面风阻与制动参数的关系曲线,并根据所述标准制动参数曲线计算风阻系数;
基于所述台架模型,获取多种制动工况下车身重力与制动参数的关系曲线,并根据所述标准制动参数曲线计算重力系数;
基于所述台架模型,进行摩擦力实验,获取多种制动工况下地面摩擦力与制动参数的关系曲线,并根据所述标准制动参数曲线计算摩擦系数。
10.一种基于制动修正的驾考模拟器仿真方法,使用如权利要求1-9任一项所述的基于制动修正的驾考模拟器仿真系统,其特征在于,包括:
所述控制台子系统获取模拟制动信号指令,所述线控子系统根据所述模拟制动信号指令和所述标准制动参数曲线确定制动参数;
获取考场制动阻力数据并输入到所述仿真修正子系统中,根据所述制动阻力数据确定制动修正系数;
根据所述制动修正系数修正所述制动参数,并发出制动执行指令;
所述制动执行子系统根据所述制动执行指令执行制动,以实现真车制动情景仿真。
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