CN116504113A - 一种驾驶模拟系统及驾驶模拟方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种驾驶模拟系统及驾驶模拟方法,包括:多自由度运动平台,包括活动机构和支撑平台,其中,支撑平台被配置为随着活动机构的运动而进行多姿态运动;整车座舱,整车座舱包括座舱零部件和驾乘模拟器;算法平台,与驾乘模拟器通信连接,被配置为根据操作信息,确定与座舱零部件对应的第一控制信息,以及与活动机构对应的第二控制信息;座舱零部件,被配置为根据第一控制信息,执行对应的响应动作,以模拟真实驾乘体验;活动机构,被配置为根据第二控制信息,带动支撑平台进行姿态调整,以模拟真实行车姿态。通过本公开提供的系统和方法,能够同时完成算法开发与测试、零部件功能测试、安全技术研究、驾乘体验评价等诸多功能。
Description
技术领域
本申请涉及驾驶模拟技术领域,具体涉及一种驾驶模拟系统及驾驶模拟方法。
背景技术
随着各国汽车安全测评规则的不断推陈出新,以及当前汽车智能化水平不断提高,汽车的安全开发已经不再局限于传统的主动刹车、被动防护等,迫切需要更多主动安全与被动安全融合应用的场景功能,如在碰撞不可避免时提前安全带预碰撞收紧、座椅预碰撞调节、气囊预碰撞充气准备等等。以往由于中国汽车工业技术薄弱,汽车安全技术主要有国外主导提出,研发成功后推向市场,当成本下降后国内自主品牌逐步配置应用。从特斯拉汽车model3汽车推向市场开始,拉开了软件定义汽车的新革命,国内汽车行业迅速跟进。在智能安全和自动驾驶技术上,除极个别国外企业稍领先,国内外整车厂基本处于同一技术水平,特别是当前驾驶辅助系统的应用打破了以往安全技术保护的边界,使得主被动安全的保护边界变得模糊起来,主动安全技术、被动安全技术、个性化乘员保护技术等的融合研究与开发变得越来越迫切。
然而汽车碰撞事件是一个危险的工况,真实环境中复现事故工况难度非常大、也非常危险,一个碰撞实验往往需要准备数天才能完成,并且不是任何危险场景都能通过试验解决,更无法体验相关零部件的安全功能在该场景下的使用效果,因此有必要开发一款驾驶模拟器和适用方法进行安全技术开发和功能测试与验证。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种驾驶模拟系统,以解决现有技术中的驾驶模拟器无法同时完成算法开发与测试、安全技术开发、座舱零部件功能测试、真实驾乘验证的问题;目的之二在于提供一种驾驶模拟方法,以实现同时完成算法开发与测试、零部件功能测试、安全技术研究、驾乘体验评价等诸多功能。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
本发明第一方面提出了一种驾驶模拟系统,包括:
多自由度运动平台,包括活动机构和与所述活动机构连接的支撑平台,其中,所述支撑平台被配置为随着所述活动机构的运动而进行多姿态运动;
整车座舱,配置到所述支撑平台上,并随着所述支撑平台运动;其中,所述整车座舱包括座舱零部件和驾乘模拟器,所述驾乘模拟器被配置为产生操作信息;
算法平台,与所述驾乘模拟器通信连接,被配置为根据所述操作信息,确定与所述座舱零部件对应的第一控制信息,以及与所述活动机构对应的第二控制信息;
所述座舱零部件,被配置为根据所述第一控制信息,执行与所述第一控制信息对应的响应动作,以模拟真实驾乘体验;
所述活动机构,被配置为根据所述第二控制信息,带动所述支撑平台进行姿态调整,以模拟真实行车姿态。
作为优选方案之一,所述系统包括:
虚拟信号输出装置,所述虚拟信号输出装置与所述座舱零部件和所述活动机构通信连接;所述虚拟信号输出装置被配置为产生虚拟场景信息,其中,所述虚拟场景信息用于虚拟出真实驾乘操作时所处的驾乘场景;
所述座舱零部件,被配置为根据所述第一控制信息和所述虚拟场景信息,执行对应的响应动作,以模拟在驾乘场景下的真实驾乘体验;
所述活动机构,被配置为根据所述第二控制信息和所述虚拟场景信息,带动所述支撑平台进行姿态调整,以模拟在驾乘场景下的真实行车姿态。
作为优选方案之一,所述驾乘模拟器包括操作套件;
其中,所述操作套件被配置为向用户提供驾驶操作,所述操作套件至少包括方向盘、加速踏板和减速踏板。
作为优选方案之一,所述驾乘模拟器还包括乘员感知装置,所述乘员感知装置对所述整车座舱中的用户进行信息采集,得到感知信息;
所述算法平台,具体被配置为根据所述操作套件所产生的操作信息和所述乘员感知装置所产生的感知信息,确定与所述座舱零部件对应的第一控制信息;以及用于根据所述操作套件所产生的操作信息,确定与所述活动机构对应的第二控制信息。
作为优选方案之一,显示系统,位于所述支撑平台上,用于显示虚拟场景信息、感知信息和操作信息中的至少一者;
其中,所述虚拟场景信息包括道路信息和碰撞信息,用于虚拟出真实驾乘操作所处的驾乘场景;
所述感知信息包括驾乘人员的生物特征信息和动作信息中的至少一者;
所述操作信息包括加速度信息、方向信息和姿态信息中的至少一者。
作为优选方案之一,所述整车座舱的底部包括底盘安装硬点和门槛梁举升点;所述支撑平台上设置有多个安装点和多个安装杆;
其中,多个所述安装点与所述底盘安装硬点或门槛梁举升点连接;
多个所述安装杆安装到所述显示系统上。
作为优选方案之一,所述活动机构包括:
支撑件;
多个电控主缸,每个所述电控主缸的一个连接端安装到所述支撑件上,另一个连接端连接所述支撑平台;其中,每两个所述电控主缸的两端部之间具有预设距离;
电控系统,与多个所述电控主缸电性连接,用于控制每个所述电控主缸进行多自由度伸缩。
作为优选方案之一,所述支撑件包括地基;或者,
滑台,所述滑台沿所述整车座舱的长度方向嵌设在滑轨上,以带动所述支撑平台滑动产生平移加速度。
作为优选方案之一,所述座舱零部件至少包括座椅、仪表盘、安全带、内饰板、拉手、气囊和门锁。
本发明第二方面提出了一种汽车,应用于算法平台,其中,所述算法平台与多自由度运动平台和整车座舱通信连接,其中,多自由度运动平台包括包括活动机构和与所述活动机构连接的支撑平台,整车座舱设置于所述支撑平台上,并随着所述支撑平台运动;其中,所述整车座舱包括座舱零部件和驾乘模拟器,所述驾乘模拟器被配置为产生操作信息;所述方法包括:
接收所述驾乘模拟器产生的操作信息;
基于所述操作信息,确定与所述座舱零部件对应的第一控制信息,以及与所述活动机构对应的第二控制信息;
根据所述第一控制信息,控制所述座舱零部件执行对应的响应动作;
根据所述第二控制信息,控制所述活动机构带动所述支撑平台执行姿态调整动作。
作为优选方案之一,所述座舱零部件和所述活动机构还与虚拟信号输出装置连接,所述方法还包括:
接收虚拟信号输出装置产生的虚拟场景信息;
所述根据所述第一控制信息,控制所述座舱零部件执行对应的响应动作,包括:
基于所述虚拟场景信息和所述第一控制信息,控制座舱零部件执行相关动作;
所述根据所述第二控制信息,控制所述活动机构带动所述支撑平台执行姿态调整动作,包括:
基于所述虚拟场景信息和所述第二控制信息,控制所述活动机构带动所述支撑平台执行姿态调整动作。
作为优选方案之一,所述驾乘模拟器包括操作套件和乘员感知装置,所述方法还包括:;
接收所述操作套件所产生的操作信息和所述乘员感知装置所产生的感知信息;
所述基于所述操作信息,确定与所述座舱零部件对应的第一控制信息,以及与所述活动机构对应的第二控制信息,包括:
基于所述操作套件所产生的操作信息和所述感知信息,确定与所述座舱零部件对应的第一控制信息;
以及,根据所述操作套件所产生的操作信息,确定与所述活动机构对应的第二控制信息。
作为优选方案之一,所述感知信息包括动作信息和生物特征信息:所述基于所述操作信息和所述感知信息,确定与所述座舱零部件对应的第一控制信息,包括:
根据所述动作信息和所述操作信息所处的安全等级,确定与所述座舱零部件对应的第一控制信息;或者,
基于所述操作信息和所述生物特征信息,得到融合控制信息,并根据所述融合控制信息,确定与所述座舱零部件对应的第一控制信息。
作为优选方案之一,所述方法还包括:
获取所述座舱零部件的部件反馈信息和所述多自由度运动平台的平台反馈信息;所述部件反馈信息用于表征所述座舱零部件的当前状态,所述平台反馈信息用于表征所述多自由度运动平台的当前姿态;
基于所述部件反馈信息与所述第一控制信息,确定所述座舱零部件是否处于安全状态,若否,则输出所述座舱零部件的第一警告信息;
基于所述平台反馈信息与所述第二控制信息,确定所述多自由度运动平台是否处于安全状态,若否,则输出所述多自由度运动平台的第二警告信息。
作为优选方案之一,获取所述座舱零部件的部件反馈信息之后,所述方法还包括:
在确定所述座舱零部件未处于安全状态的情况下,根据所述部件反馈信息,控制所述座舱零部件由当前状态切换为预设安全状态。
本发明的有益效果:
1、本发明实施例提供的驾驶模拟系统及驾驶模拟方法,能够同时完成安全技术研究、算法开发与测试、驾乘体验与评估,解决了以往技术研究需要一套独立系统,算法开发与测试需要一套独立系统,驾乘体验与评估必须进行样车改制等繁杂冗长的步骤;
2、本发明实施例提供的驾驶模拟系统,通过多自由度运动平台控制整车座舱实现六个自由度的平移和旋转运动,能够更加准确地模拟出车辆在不同工况下的运动状态,解决了以往驾驶模拟器无法产生侧向水平摆动加速度的问题;
3、本发明实施例提供的驾驶模拟系统,通过驾乘模拟器产生的操作信息控制多自由度运动平台和座舱零部件动作,驾乘人员能够体验相关部件安全功能在不同工况下的使用效果,完成驾乘功能测试与验证与驾乘体验和评价;
4、本发明实施例提供的驾驶模拟系统,结合虚拟信号输出装置输出的虚拟场景信息,能够虚拟出真实驾乘操作时所处的驾乘场景,使得驾乘人员体验在真实场景下发生的复杂工况,如碰撞工况,提供更真实的驾驶体验,解决了预碰撞保护缺乏开发与评价手段的问题,解决了以往一个功能的表现只能在改制样车上进行评价的问题,或者采取破坏性试验的问题;
5、本发明实施例提供的驾驶模拟系统,结合算法平台对驾乘模拟器和乘员感知装置各自输出的信息进行融合计算,驱动座舱零部件完成相关动作,完成了现有座舱驾乘人员的个性化保护,解决了危险工况无法驾乘体验和评价的问题,能够进行非常危险的案例或事故场景模拟,以验证或评估算法、功能的有效性或合理性;
6、本发明实施例提供的驾驶模拟方法,基于相同的发明构思,具有与本发明实施例提供的驾驶模拟系统相同或类似的诸多有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对本申请的描述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申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例所述驾驶模拟系统的整体结构图;
图2为本申请一实施例所述六自由度运动平台的整体结构图;
图3为本申请一实施例所述活动机构与滑台之间的安装结构图;
图4为本申请一实施例所述具有两种显示系统的结构示意图;
图5为本申请又一实施例所述驾驶模拟方法的步骤流程图;
图6为本申请又一实施例所述驾驶模拟方法的功能原理图;
图7为本申请实施例一所述驾驶模拟方法的功能原理图;
图8为本申请实施例二所述驾驶模拟方法的功能原理图。
其中,1、显示系统;2、安装杆;3、支撑平台;301、安装点;302、线束孔;4、六轴运动平台;5、线束;6、整车座舱;7、滑台;8、滑轨;9、虚拟信号输出装置;10、算法平台;101、场景软件;11、操作套件;12、网关;13、座舱零部件;14、座舱零部件控制器;141、气囊控制器i;1411、气囊;142、主驾安全带控制器;1421、主驾安全带;143、副驾安全带控制器;1431、副驾安全带;144、主驾HPC平台;1441、主驾安全带锁扣;1442、主驾门锁;1443、主驾座椅执行器;145、副驾HPC平台;1451、副驾安全带锁扣;1452、副驾门锁;1453、副驾座椅执行器;15、开发板;151、树莓派开发板;16、交换机;17、计算平台;171、Orin计算平台;18、乘员感知装置;181、ToF相机;182、摄像头;183、座舱雷达。
具体实施方式
需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
相关技术中,用于车辆安全测试的驾驶模拟器除了危险工况复现难度大且危险,无法解决在危险工况下实现相关零部件的安全功能测试与验证等问题,还存在以下多个问题:
驾驶模拟器只能产生一定的上下和前后的运动,无法产生侧向水平摆动加速度,模拟器的座舱结构并非真实车辆的座舱结构,无法乘坐多人或安装多变的座椅等,因此无法准确模拟出车辆在不同工况下的真实运动状态和真实驾乘环境,无法完成控制器或软件的信号测试和功能测试;
驾驶模拟器只能用于驾驶技能培训和评价,而无法用于安全技术开发和零部件功能测试与验证;
驾驶模拟器需要完成控制器或软件的信号测试和功能测试,却无法集成可以能够完成驾乘功能测试或驾乘体验的相应结构。
有鉴于上述问题,本发明提出一方面提出一种驾驶模拟系统,主要目的在于同时解决上述诸多问题。
请参照图1-图4所示,图1示出了根据本公开的一些实施例的示例性驾驶模拟系统的整体结构图;图2为本发明的六自由度运动平台的整体结构图;
图3为本发明示出的活动机构与滑台7之间的安装结构图;图4为本发明的具有两种显示系统1的结构示意图。
请参阅图1,本发明实施例提供一种驾驶模拟系统,包括:
多自由度运动平台,包括活动机构和与所述活动机构连接的支撑平台3,其中,所述支撑平台3被配置为随着所述活动机构的运动而进行多姿态运动;
整车座舱6,设置于所述支撑平台3上,并随着所述支撑平台3运动;其中,所述整车座舱6包括座舱零部件13和驾乘模拟器,所述驾乘模拟器被配置为产生操作信息;
算法平台10,与所述驾乘模拟器通信连接,被配置为根据所述操作信息,确定与所述座舱零部件13对应的第一控制信息,以及与所述活动机构对应的第二控制信息;
所述座舱零部件13,被配置为根据所述第一控制信息,执行对应的响应动作,以模拟真实驾乘体验;
所述活动机构,被配置为根据所述第二控制信息,带动所述支撑平台3进行姿态调整,以模拟真实行车姿态。
具体而言,多自由度运动平台可以为运动平台实现六个自由度的运动,六个自由度被定义为可以沿X-Y-Z方向的平移运动和绕X-Y-Z坐标轴进行旋转运动。当支撑平台3响应六自由度运动加速度请求完成姿态调整,形成六自由度运动平台,或称为六轴运动平台4,可以实现各个方向上的运动,从而可以模拟出车在不同工况下的真实行车姿态,给用户更加真实的驾乘体验。整车座舱6为完整的车辆乘员舱,可以被配置为向驾乘人员提供真实驾乘环境,即整车座舱6可以去除发动机舱附件及动力系统、底盘、排气系统等,尽可能减少座舱总重量,也可去除轮胎或切割掉车头机舱结构,只影响外观,不影响座舱实际作用。真实驾乘环境可以为供驾乘人员乘坐的内部空间布局和在该内部空间内能够使用或感受的相关驾乘结构(图1未示出)。在一些实施例中,该内部空间可以为由完整的门窗、车顶构成,以真实车体的状态保证整车座舱6的乘坐空间、光线。相关驾乘结构可以为与安全技术开发相关的座舱零部件13和驾乘模拟器,示例性如座椅、安全带、内饰件、方向盘、加减速踏板和相关控制器等。
作为本实施例的具体解释,座舱零部件13可以至少包括座椅、仪表盘、安全带、内饰板、拉手、气囊1411和门锁,驾乘模拟器可以至少包括方向盘、加速踏板和减速踏板、摄像头182。
具体地,六轴运动平台4包括活动机构和支撑平台3两大部分,支撑平台3可以是便于活动机构和整车座舱6动力传递,并提供整车座舱6安装点301位的结构,其支撑平台3的平面面积要大于整车座舱6在支撑平台3上的投影面积,可以方便人员上下座舱、安装与检修工作。在一些实施例中,支撑平台3的顶面与整车座舱6连接,底面与活动机构的顶端固定连接,当活动机构运动时,支撑平台3随活动机构运动而运动,支撑平台3带动整车座舱6运动,当活动机构以六自由度运动时,最终实现整车座舱6运动,使得舱内人员感受到俯仰、横摆、翻滚等真实驾乘体验。
请参阅图2,更具体地,活动机构可以包括支撑件、多个电控主缸,每个所述电控主缸的一个连接端安装到所述支撑件上,另一个连接端连接所述支撑平台3;其中,每两个所述电控主缸的两端部相靠近;电控系统,与多个所述电控主缸电性连接,用于控制每个所述电控主缸进行多自由度伸缩。其中每个电控主缸的端部可以通过球铰分别支撑平台3和支撑件固定连接,电动主缸根据其配套的电控系统的命令进行伸长或缩短,通过六个电控主缸的联动控制,使得支撑平台3可以平移或绕各个轴旋转,六根电控主缸彼此配合就实现支撑平台3整体六自由度加速度体感,实现各个方向上的运动。
需要解释,支撑平台3主要目的是保证人员上下座舱和检修的便捷性,可以是矩形、或多边形、倒圆角等,本文不对此做具体限定。
在一些实施例中,驾乘模拟器被配置为产生操作信息,以模拟出真实驾乘操作;座舱零部件13可以为根据操作信息执行相关指令,供驾乘人员感受到在真实行车过程中的座舱零部件13的使用状态;六轴运动平台4可以根据操作信息响应车辆仿真算法中车辆姿态变化,供驾乘人员体验到在真实行车过程中不同工况下的车辆姿态变化。在一些实施例中,算法平台10可以接收并处理含有操作信息的电信号,以模拟出驾驶员的操作动作并控制整车座舱6的运动,从而实现驾驶仿真。在一些实施例中,算法平台10还可以对操作信号进行处理,例如模拟故障等,以测试车辆的安全性和稳定性。在一些实施例中,场景软件(UC-winRoad)101也可以作为算法平台10的一部分。
在本实施例中,驾驶员可以通过驾乘模拟器产生在危险工况下或其他工况下的相关驾驶操作,例如加减速、急转弯等,可以通过算法平台10的计算转换,输出相关座舱零部件13和六轴运动平台4能够识别的指令,控制座舱零部件13在对应工况下响应于座椅震动等动作,控制六轴运动平台4在对应工况下执行于以一定加速度左转一定角度等姿态变化。因此,在各种危险工况下,驾乘人员都能够体验相关零部件的安全功能在该场景下的使用效果,实现安全技术开发,座舱零部件13安全功能测试与验证,及真实驾乘验证等诸多功能。
可以理解,算法平台10输出的控制座舱零部件13的第一控制信息和控制六轴运动平台4的第二控制信息可以是不同的或相同的控制指令,例如驾驶员在操作驾乘模拟器时,同时踩下加减速踏板和左转方向盘,根据加速度信息计算是否需要座椅震动提醒,根据加速度信息和方向信息,计算是否需要六轴运动平台4晃动。
为了得到更加真实的驾乘感受与驾乘体验,本实施例提供了又一系统,包括:
虚拟信号输出装置9,所述虚拟信号输出装置9与座舱零部件13和所述活动机构通信连接;所述虚拟信号输出装置9被配置为产生虚拟场景信息,其中,所述虚拟场景信息用于虚拟出真实驾乘操作时所处的驾乘场景;
所述座舱零部件13,被配置为根据所述第一控制信息和所述虚拟场景信息,执行对应的响应动作,以模拟在驾乘场景下的真实驾乘体验;
所述活动机构,被配置为根据所述第二控制信息和所述虚拟场景信息,带动所述支撑平台3进行姿态调整,以模拟在驾乘场景下的真实行车姿态。
具体地说,虚拟信号输出装置9可以产生的虚拟场景信息,该虚拟场景信息可以是带有场景信息和事故信息的算法控制器信号、注入信号或者软件仿真计算产生的虚拟信号,从而模拟出实际行车过程中所对应的场景情况和事故情况的驾乘场景。应当理解,虚拟信号输出装置9产生的虚拟场景信息可以通过以通过各种传感器和测量设备采集,输出虚拟信号,实现真实车辆的仿真体验。虚拟信号可以与操作信息同时到达座舱零部件13和六轴运动平台4,完成真实车辆姿态模拟和动作模拟。
其中,场景信息可以包括驾乘人员在驾驶操作过程中的不同场景,例如可以是城市道路风景或山区道路风景。事故信息可以包括车辆碰撞发生的状态,例如可以是整车座舱6颠簸、底盘翻滚或其他危险状况。虚拟场景信息可以提供更真实的驾驶感受与体验,例如驾驶员在操作驾乘模拟器时,同时踩下加减速踏板和左转方向盘,可以根据加速度信息和危险工况信息计算是否需要座椅震动提醒,根据加速度信息、方向信息和底盘运动信息,计算六轴运动平台4的偏转程度。
在一些实施例中,可以直接通过操作套件11带动六轴运动平台4姿态变换,无需虚拟场景信息,通过操作套件11直接带动六轴运动平台4动作,响应速度快,对于以驾乘体验评价为主的驾驶需求而言,舱内人员可以更直观地感受和体验到驾驶游戏感。通过操作套件11和虚拟场景输出装置协同控制座舱零部件13动作,对于以安全技术开发为主的驾驶需求而言,可以提供更真实的驾驶体验,提供预碰撞保护开发与评价手段。
如此,通过虚拟信号输出装置9输出的虚拟场景信息,能够虚拟出真实驾乘操作时所处的驾乘场景,使得驾乘人员体验在真实场景下发生的复杂工况,如碰撞工况,提供更真实的驾驶体验,解决了预碰撞保护缺乏开发与评价手段的问题,解决了以往一个功能的表现只能在改制样车上进行评价的问题,或者采取破坏性试验的问题。
在一个实施例中,所述驾乘模拟器包括操作套件11;其中,所述操作套件11被配置为向用户提供驾驶操作,所述操作套件11至少包括方向盘、加速踏板和减速踏板。
在本实施例中,驾乘模拟器为操作套件11,通过操作方向盘、加速踏板和减速踏板输出操作信息,控制座舱零部件13和六轴运动平台4响应动作。在一些实施例中,操作套件11可以是专门的模拟器套件,如罗技的方向盘、加速踏板、减速踏板等,通过软件插件实现输入信号的采集,也可以是改制的包含控制器的车辆方向盘、加速踏板、减速踏板。
在另一个实施例中,驾乘模拟器包括操作套件11和乘员感知装置18,所述乘员感知装置18用于采集所述整车座舱6中的用户的感知信息;所述算法平台10,具体被配置为根据所述操作套件11所产生的操作信息和所述乘员感知装置18所产生的感知信息,确定与所述座舱零部件13对应的第一控制信息;以及用于根据所述操作套件11所产生的操作信息,确定与所述活动机构对应的第二控制信息。
在本实施例中,乘员感知装置18可以至少包括乘员感知传感器、ToF(Time-of-Flight,飞行时间)相机、座舱雷达183和摄像头182。驾乘模拟器产生的操作信息可以是操作套件11产生的操作信息和乘员感知装置18产生的感知信息,操作套件11产生的操作信息可以是包括有驾驶动作的电信号,感知信息可以是包括用户特征信息和动作的电信号。在一些实施例中,通过操作套件11产生的操作信息可以控制座舱零部件13和六轴运动平台4响应动作。在一些实施例中,可以通过感知信息控制座舱零部件13和六轴运动平台4响应动作。在一些实施例中,算法平台10对操作套件11产生的操作信息和感知信息融合计算,协同控制座舱零部件13和六轴运动平台4响应动作,完成了座舱内驾乘人员的个性化保护。
根据上文提到的用户可以通过虚拟场景信息直观感受到真实的驾乘操作,驾乘人员在驾驶操作过程中的不同场景可以通过显示系统1显示到舱内驾乘人员面前,并将操作过程中的真实驾乘感受与体验以参数形式体现,以便驾乘人员可以方便地操作模拟器并获得必要的反馈信息。本发明实施例提供出显示系统1,安装在支撑平台3上,用于图像和文字等信息显示。当活动机构接收指令执行动作时,能够带动显示系统1与整车座舱6一起运动。
请参阅图3,本实施例中,整车座舱6和显示系统1均固定在支撑平台3上,支撑平台3安装在六个电控主缸上,六个电控主缸下端安装在地基上或这滑台7上。整车座舱6和显示系统1与支撑平台3的连接方式可以为:所述支撑平台3上设置有多个安装点301和多个安装杆2,整车座舱6上的多个安装点301与所述底盘安装硬点或门槛梁举升点连接;多个所述安装杆2与所述显示系统1的侧壁插接。其中,安装杆2的数量与显示系统1的为一对一的关系,安装杆2可以为钢架结构,使得安装杆2的强度足够保证显示系统1在跟随支撑平台3一起摇摆过程中不会产生明显的扰动,对驾驶员观察屏幕造成影响。支撑平台3上有至少四个座舱安装点301,四个安装点301沿整车座舱6的四周方向阵列布置,通过螺栓与座舱的底盘安装硬点或者门槛梁举升点连接,当平台俯仰、横摆、翻滚时,保证整车座舱6能够跟随支撑平台3一起运动而不晃动、跌落。
在一些实施例中,电控主缸的下端可以与地基固定连接,确保支撑平台3在运动过程中不会扰动、倾覆。在一些实施例中,电控主缸的下端可以与滑台7固定连接,滑台7卡嵌在滑轨8上,能够前后滑动产生平移加速度,模拟车辆大减速度制动的效果。
请再次参阅图4,其中,显示系统1固定在整车座舱6的外部,有至少一块屏幕构成,驾乘人员可以通过前车窗观察显示屏幕上的内容。显示的内容可以包括:
虚拟场景信息,虚拟场景信息包括道路信息和碰撞信息,用于虚拟出真实驾乘操作所处的驾乘场景,以在显示屏上显示出车辆行驶的道路和路障;
感知信息,包括驾乘人员的生物特征信息和动作信息,感知信息可以是由算法平台10计算后在显示屏上显示出的驾乘人员的面貌、位置、热量和手势等,在一些实施例中,感知信息可以是通过计算平台17计算分析后输出,关于计算平台17的相关描述将在后续描述;
操作信息,包括加速度信息、方向信息和姿态信息,操作信息可以由算法平台10计算后在显示屏上显示出的当前驾驶状态下的速度、行驶方向和座舱姿态等功能参数。
在一些实施例中,虚拟场景信息、感知信息和操作信息可以显示在一个显示屏上,也可以分别显示在三块显示屏上。在一些实施例中,沿整车座舱6的宽度方向,分别可以是模拟后视镜视野、前方视野和算法平台10的算法跑出结果的显示屏。可以理解,屏幕的数量根据具体需要显示的内容多少以及输出接口数量进行增加或则减少,本文不作具体限定。
在一可选的实施例中,显示屏可以是一块大平面屏,或者一块曲面屏。根据驾乘人员的驾驶行为,曲面屏可以实现更大视野范围内的内容显示。当需要多个平面屏,多个平面屏可以沿整车座舱6的宽度方向呈弧形并排设置。
可以理解,实现通信传输的两个部件之间均通过通信线缆电性连接。系统还包括连接线束5,四个电控主缸分布在整个支撑平台3与整车座舱6的重心的周边,在支撑平台3上重心位置开设线束5孔302,供整个座舱零部件13需要的供电与通信的连接线束5通过。
参阅图6所示,图6为驾驶模拟方法的功能原理图,其中示例性展示了驾驶模拟系统的整体架构。在进一步地技术方案中,本发明除了算法平台10接收相关参数信息并输出控制信息,还配置有网关12、零部件控制器、开发板15、交换机16等相关控制器,相关控制器可以设于整车座舱6内,实现信号测试、软件测试。具体地,网关12,可以用于转发算法信号和控制器信号,实现不同协议信号的传输、实时信息交互;零部件控制器,可以是实体控制器、也可以是计算机,可以识别出控制座舱零部件13动作的指令,决策或者驱动零部件完成功能执行;交换机16,可以用于以太网信号中转和分发,例如控制六轴运动平台4运动可以通过CAN线通信。
具体地说,操作信息可以经网关12到达算法平台10进行计算后,由算法平台10发出第一控制信息,经过网关12传输到零部件控制器。若零部件控制器带有功能算法,也可接收网关12转发的控制信息完成功能计算。在一些实施例中,操作信息可以经网关12到达算法平台10进行计算后,由算法平台10发出第二控制信息,经过网关12传输到交换机16到六轴运动平台4。
在一优选的实施例中,还可以设置开发板15,可以用于实现相关控制信息的算法再加工、信息转换,或者驱动一些附加零部件。开发板15可以是一个或多个,与交换机16和算法平台10通信连接,以分担算法平台10的算力压力、用于额外算法运行和信号信息的二次处理、并进行额外零部件驱动或传感器信息输入等。在一些实施例中,操作信息可以经网关12到达算法平台10进行计算后,由算法平台10发出第二控制信息,经过网关12传输到开发板15、交换机16到六轴运动平台4。
在一优选的实施例中,系统还设置有与乘员感知装置18和显示屏电性连接的计算平台17,计算平台17可以用于处理乘员感知信息并输出感知结果,控制显示屏显示出的驾乘人员的面貌、位置、热量和手势等,或其他计算任务。
具体地说,在本实施例中,操作信息可以经网关12到达算法平台10进行计算后,由算法平台10发出第二控制信息,经开发板15、交换机16发送到计算平台17,经过计算平台17的运算,发出指令信号到六轴运动平台4,驱动六轴运动平台4完成姿态改变。如此,因为算力原因开发板15无法完成的算法,可以在计算平台17中完成,计算平台17完成感知信息和网络接收的信号的融合与算法计算。
具体地说,在本实施例中,乘员感知装置18将舱内驾驶员或乘员的特征信息发送给计算平台17完成感知计算,并将结果输出到显示屏,将结果经过交换机16、开发板15发送到网络,经网关12转发后到达算法平台10,算法平台10完成感知信息和操作信息的融合计算后,发出指令信号经网关12到网络,座舱零部件控制器14收到信号完成程序计算,驱动零部件完成动作指令,因此计算平台17实现了座舱内部成员感知信息的计算处理和结果输出。
综上所述,本发明实施例提供的驾驶模拟系统,能够同时完成安全技术研究、算法开发与测试、驾乘体验与评估,解决了以往技术研究需要一套独立系统,算法开发与测试需要一套独立系统,驾乘体验与评估必须进行样车改制等繁杂冗长的步骤,为安全测评规则提出了新的思路。
请参照图5所示,图5示出了根据本公开的一些实施例的示例性驾驶模拟方法的步骤流程图。
本发明提出二方面提出一种驾驶模拟方法,主要目的在于成功实现驾驶模拟系统的运行。
本发明的驾驶模拟方法的技术方案为:一种驾驶模拟方法,应用于算法平台10,其中,所述算法平台10与六轴运动平台4和整车座舱6通信连接,其中,六轴运动平台4包括包括活动机构和与所述活动机构连接的支撑平台3,整车座舱6设置于所述支撑平台3上,并随着所述支撑平台3运动;其中,所述整车座舱6包括座舱零部件13和驾乘模拟器,所述驾乘模拟器被配置为产生操作信息;所述方法包括以下步骤:
S1、接收所述驾乘模拟器产生的操作信息;
S2、基于所述操作信息,确定与所述座舱零部件13对应的第一控制信息,以及与所述活动机构对应的第二控制信息;
S3、根据所述第一控制信息,控制所述座舱零部件13执行对应的响应动作;
S4、根据所述第二控制信息,控制所述活动机构带动所述支撑平台3执行姿态调整动作。
具体而言,操作信息为驾驶员驾驶操作套件11产生的操作信息,操作信息可以为驾驶加速踏板产生的加速度增大的加速信息,加速度减小的加速信息,还可以是减速踏板产生的加速度增大的减速信息,加速度减小的减速信息,转动方向盘产生的左转弯信息或右转弯信息等。操作信息经过网关12传输到算法平台10进行处理和分析,算法平台10完成动力学计算,输出第一控制信息和第二控制信息,第一控制信息经过网关12传输到网络,被零部件控制器接收,控制座舱零部件13在与操作信息相对应的工况下响应于座椅震动、安全带松紧、气囊1411触发、车门解锁等动作,第二控制信息经过网关12传输到开发板15和交换机16,控制六轴运动平台4在与操作信息对应的工况下执行于以相关加速度左转一定角度等姿态变化。
在一个优选的实施例中,具体地,所述方法还包括以下步骤:
S5、接收虚拟信号输出装置9产生的虚拟场景信息;
所述步骤S3,包括:
S31、基于所述虚拟场景信息和所述第一控制信息,控制座舱零部件13执行相关动作;
所述步骤S4,包括:
S41、基于所述虚拟场景信息和所述第二控制信息,控制所述活动机构带动所述支撑平台3执行姿态调整动作。
具体而言,虚拟场景信息包括场景信息和事故信息。场景信息包括可以道路信息,表征为车辆在行驶过程中的所处环境,例如城市道路风景或山区道路风景;事故信息可以包括底盘运动信息、危险信息,表征为车辆在行驶过程中的遇到故障,例如车辆翻滚和碰撞。虚拟场景信息和第一控制信息经网关12发送到网络,被零部件控制器和开发板15接收。零部件控制器接收和响应虚拟场景信息和第一控制信息,发出执行命令驱动座舱零部件13产生动作。例如,算法平台10发送安全带收紧指令,安全带控制器根据加速度信息、底盘仿真信息和危险等级信息等,计算是否需要收紧或震动安全带。开发板15对虚拟场景信息和第二控制信息进行转发,到达交换机16,然后发送到运动平台4,运动平台4根据结果信息进行运动参数计算并执行姿态调整动作,因此驾驶员或乘员感受到车辆的颠簸或摆动。
在另一个优选的实施例中,本发明提出另一种技术方案,所述方法还可以包括以下步骤:
所述步骤S3,包括:
S32、基于所述虚拟场景信息和所述第一控制信息,控制座舱零部件13执行相关动作;
所述步骤S4,包括:
S42、基于所述第二控制信息,控制所述活动机构带动所述支撑平台3执行姿态调整动作。
在本实施例中,通过第一控制信息和虚拟场景信息协同控制座舱零部件13响应动作,对于以安全技术开发为主的驾驶需求而言,可以提供更真实的驾驶体验,提供预碰撞保护开发与评价手段;当只通过第二控制信息带动六轴运动平台4姿态变换,无需虚拟场景信息,通过操作套件11直接带动六轴运动平台4动作,响应速度快,对于以驾乘体验评价为主的驾驶需求而言,舱内人员可以更直观地感受和体验到驾驶游戏感。
在进一步的技术方案中,所述驾乘模拟器包括操作套件11和乘员感知装置18,所述方法还包括:
S6、接收操作套件11产生的操作信息和乘员感知装置18所产生的感知信息;
所述步骤S2,包括:
S21、基于所述操作套件所产生的操作信息和所述感知信息,确定与所述座舱零部件13对应的第一控制信息;
S22、根据所述操作套件所产生的操作信息,确定与所述活动机构对应的第二控制信息。
具体而言,感知信息可以包括座舱内部乘员的3D特征信息、动作信息或生物信息等,座舱内部的摄像机等乘员感知装置18可以获取到驾乘人员的身高、体重、体型等3D特征信息,手势等动作信息,心率、人体热量等生物信息,并将其发送到计算平台17进行处理,并通过显示屏显示出驾乘人员的感知参数。
在一些实施例中,步骤S21中,操作套件所产生的操作信息可以等同于驾乘模拟器产生的操作信息,即通过操作套件11所产生的操作信息作为第一控制信息,即通过操作信息控制座舱零部件13执行动作,该步骤可以参考以上步骤S3,或步骤S31。
在一些实施例中,步骤S21中,感知信息可以作为第一控制信息,即通过感知信息经过计算平台17处理后,经过交换机16发送到开发板15进行二次运算,发出结果和指令到网络,相关指令被零部件控制器接收,驱动零部件完成动作,例如,摄像机将驾驶员作出的座椅放倒的手势动作图像发送给计算平台17,计算平台17完成手势识别和理解,将结果发出到树莓派开发板151,树莓派开发板151根据当前的模拟的车辆速度、危险评估结果等计算是否执行驾驶员的手势指令,并将手势指令转化成座椅控制器可以识别的信号,发送到网络,主驾HPC平台144收到信号并计算相关参数,驱动座椅靠背调节电机完成座椅靠背放倒,主驾安全带控制器142根据靠背放倒信息,进行参数计算,完成安全带舒适度调整。
在一些实施例中,第一控制信息可以是感知信息和操作信息,感知信息经过计算平台17、交换机16、开发板15到网络,通过网关12被算法平台10接收,算法平台10完成感知信息和操作信息的融合计算,驱动零部件完成动作,例如,摄像机捕捉到驾乘人员的位置和体型,最终向算法平台10发出生物特征信息。当算法平台10同时接收到触发气囊1411的操作信息和生物特征信息发出融合控制信息,其中,可以基于操作信息得到与操作信号有关的控制参数,基于生物特征信息得到对应的一套控制参数,将两个控制参数封装为一个数据包后,可以得到融合控制信息,该融合控制信息可以同时控制零部件执行与操作套件对应的动作,以及控制零部件跟随采集的生物特征信息执行对应的动作,例如,控制空调打开、疲劳驾驶告警等动作。
具体地,融合控制信息可以理解为是综合控制指令,其包括多个方面的控制参数,例如同时具有气囊1411触发参数和气囊1411触发位置参数,零部件控制器接收融合控制信息,可以触发气囊1411到驾乘人员准确的位置。因此能够完成现有座舱驾乘人员的个性化保护,解决了危险工况无法驾乘体验和评价的问题,能够进行非常危险的案例或事故场景模拟,以验证或评估算法、功能的有效性或合理性。
在一些实施例中,当零部件控制器同时接收到感知信息和操作信息的指令时,可以根据根据所述动作信息和所述操作信息所处的安全等级,确定与所述座舱零部件13对应的第一控制信息。例如,驾乘人员发出需要座椅放倒的手势,摄像机捕捉到该动作,向计算平台17发出动作信息后被座舱零部件控制器14接收,驱动座椅靠背调节电机完成座椅靠背放倒;驾乘人员通过踩踏加速踏板,向计算平台17发出加速度信息、底盘运动信息和危险信息,需要控制安全带收紧;可以通过可以安全带收紧和座椅调整两者之间的安全等级,以安全等级高所对应的信息作为第一控制信息,即安全带收紧的安全等级大于座椅调整,即将操作信息作为第一控制指令,控制座舱零部件13执行安全带收紧动作。
可以理解,座舱零部件13的部件反馈信息和所述六轴运动平台4的平台反馈信息会经过网关12回到算法平台10,完成计算更新和下一帧结果输出。
在另一可实现的方案中,所述方法还包括:
S7、获取所述座舱零部件13的部件反馈信息和所述六轴运动平台4的平台反馈信息;所述部件反馈信息用于表征所述座舱零部件13的当前状态,所述平台反馈信息用于表征所述六轴运动平台4的当前姿态;
S8、基于所述部件反馈信息与所述第一控制信息,确定所述座舱零部件13是否处于安全状态,若否,则输出所述座舱零部件13的第一警告信息;
S9、基于所述平台反馈信息与所述第二控制信息,确定所述六轴运动平台4是否处于安全状态,若否,则输出所述六轴运动平台4的第二警告信息。
在本实施例中,安全状态可以为与相关零部件处于与控制信息相匹配的目标状态,也可以为在不同工况下,相关零部件处于最适合驾乘人员安全保护功能的姿态。座舱零部件13可以实时将执行结果反馈到零部件控制器评估当前零部件的当前状态,若当前状态与座舱零部件13执行第一控制信息时所输出的目标状态不一致,例如需要控制安全带调节到合适人体穿戴的长度,但部件反馈信息为安全带穿戴长度未变化或超出合适的长度参数,说明安全带驱动电机出现故障,处于非安全状态,需要输出第一警告信息,并将故障码发送到网络,显示屏可以显示出对应的座舱零部件13的异常信息,以供评估或停止整个系统。同样地,六轴运动平台4运动可以实时将姿态信息和相应的故障码反馈回网络,当平台反馈信息为异常值时,驾乘人员可以评估或停止整个系统。
其中第一警告信息和第二警告信息可以与操作信息共同显示在同一个显示屏上。
在一优选的实施方式中,获取所述座舱零部件13的部件反馈信息之后,还包括:在确定所述座舱零部件13未处于安全状态的情况下,根据所述部件反馈信息,控制所述座舱零部件13由当前状态切换为预设安全状态。在本实施例方式中,安全状态可以为在不同工况下,相关零部件处于最适合驾乘人员安全保护功能的姿态,通过部件反馈信息可以实时掌握零部件的当前状态,若当前状态异常,可以将当前状态输回算法平台10进行处理,可以实现网络停机、报警或调整。当模拟车辆碰撞事故时,若识别到座椅的当前姿态为仰卧姿态,则处于危险状态下,在该工况下算法平台10可以控制座椅由仰卧姿态切换为预设安全状态,预设安全状态可以为在碰撞事故下座椅倾斜角度较小时的姿态,实现座舱零部件13的功能测试与体验。
可以理解,以上多个步骤并不是严格的顺序关系,例如步骤S1和步骤S5可以是同时进行,步骤S3和步骤S4,步骤S21和步骤S22可以同时进行。
图7和图8分别为本发明实施例的实施例一和实施例二所展示的驾驶模拟方法的功能原理图。
以下将附图7作为本发明的实施例一,并对此做具体说明:
实施例一:
S100、算法平台10建立出场景信息,驾驶员根据场景信息操纵驾驶操作套件11对模拟车辆进行控制,操作信息经网关12回到算法平台10,算法平台10完成动力学计算并将加速度信息、姿态信息、底盘运动信息、危险信息等结果输出,经过网关12发送到网络;
S101、操作信息被网络上的气囊控制器141、主驾安全带控制器142、副驾安全带控制器、主驾HPC(High-Performance-Computing,高性能计算)平台、副驾HPC平台145以及树莓派开发板151接收。例如,主驾HPC平台144和副驾HPC平台145根据加速度信号和危险信号等,计算是否需要作出主驾座椅执行器1443和副驾座椅执行器1453震动提醒或姿态调整,或者是否需要主驾门锁1442落锁和副驾门锁1452落锁;主驾安全带控制器142和副驾安全带控制器根据加速度信息、底盘仿真信息和危险等级信息等,计算是否需要收紧或震动安全带等;
S102、树莓派开发板151将操作信息转发给交换机16然后传输到六轴运动平台4,六轴运动平台4根据请求完成参数计算,驱动六个电控主缸完成姿态调整和动态变化,驾驶员体验到车辆的偏转体感;
S103、座舱雷达183和摄像头182会将乘员感知信息发送到Orin计算平台171进行计算,并将计算结果经交换机16发到树莓派开发板151,树莓派开发板151计算完后发送到网络被网络中的各控制器、HPC平台和网关12接收;
S104、各控制器和HPC平台完成算法计算并下发指令给各自控制的执行机构,完成动作执行;
S105、算法平台10接收操作信息以及网关12转发的感知信息进行融合计算完成融合控制信息输出,融合控制信息结合虚拟场景信息经网关12后同样被各控制器、HPC平台和开发板15接收。
以下将附图8作为本发明的实施例二,并对此做具体说明:
实施例二:
S200、根据场景软件101的场景,调整自己的驾驶操作,驾驶操作套件11将驾驶员的操作信息传递给场景软件101,场景软件101完成输入响应计算,并把操作信息发送给六轴运动平台4,六轴运动平台4完成参数计算并驱动主缸完成姿态调整;
S201、经过场景软件101计算后的操作信息经过交换机16发送给Orin计算平台171、ToF相机181将驾乘人员的感知信息发送到Orin计算平台171,Orin计算平台171完成ToF相机181的感知信息和网络接收的信号的融合与算法计算,并将处理后的感知信息和操作信息经交换机16发送到树莓派开发板151;
S202、树莓派开发板151对接收的感知信息和操作信息进行二次处理、算法运算,并将结果和指令发送到网络,被气囊控制器141、主驾安全带控制器142、副驾安全带控制器、主驾HPC平台144、副驾HPC平台145以及网关12接收;
S203、算法平台10接收操作信息以及网关12转发的感知信息进行融合计算完成融合控制信息输出,融合控制信息结合虚拟场景信息经网关12后同样被各控制器、HPC平台和开发板15接收;
S204、各控制器和HPC平台完成算法计算并下发指令给各自控制的执行机构,完成动作执行,其中主驾HPC平台144和副驾HPC平台145可以根据驾驶员入座检测结果,控制主驾门锁1442和副驾门锁1452执落锁,主驾座椅执行器1443和副驾座椅执行器1453进行姿态调整,以及控制主驾安全带锁扣1441和副驾安全带锁扣1451解锁,主驾安全带控制器142和副驾安全带控制器根据转发的主驾安全带锁扣1441信号和副驾安全带锁扣1451信号完成主驾安全带1421和副驾安全带1431的自动舒适调整。
综上所述,本发明所述的驾驶模拟方法,能够同时完成安全技术研究、算法开发与测试、驾乘体验与评估,解决了以往技术研究需要一套独立系统,算法开发与测试需要一套独立系统,驾乘体验与评估必须进行样车改制等繁杂冗长的步骤,为安全测评规则提出了新的思路。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白,本申请实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此,本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上,使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。
本申请实施例的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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发明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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换,均在本发明的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种驾驶模拟系统,其特征在于,包括:
多自由度运动平台,包括活动机构和与所述活动机构连接的支撑平台,其中,所述支撑平台被配置为随着所述活动机构的运动而进行多姿态运动;
整车座舱,配置到所述支撑平台上,并随着所述支撑平台运动;其中,所述整车座舱包括座舱零部件和驾乘模拟器,所述驾乘模拟器被配置为产生操作信息;
算法平台,与所述驾乘模拟器通信连接,被配置为根据所述操作信息,确定与所述座舱零部件对应的第一控制信息,以及与所述活动机构对应的第二控制信息;
所述座舱零部件,被配置为根据所述第一控制信息,执行与所述第一控制信息对应的响应动作,以模拟真实驾乘体验;
所述活动机构,被配置为根据所述第二控制信息,带动所述支撑平台进行姿态调整,以模拟真实行车姿态。
2.根据权利要求1所述的一种驾驶模拟系统,其特征在于,所述系统还包括:
虚拟信号输出装置,所述虚拟信号输出装置与所述座舱零部件和所述活动机构通信连接;所述虚拟信号输出装置被配置为产生虚拟场景信息,其中,所述虚拟场景信息用于虚拟出真实驾乘操作时所处的驾乘场景;
所述座舱零部件,被配置为根据所述第一控制信息和所述虚拟场景信息,执行对应的响应动作,以模拟在驾乘场景下的真实驾乘体验;
所述活动机构,被配置为根据所述第二控制信息和所述虚拟场景信息,带动所述支撑平台进行姿态调整,以模拟在驾乘场景下的真实行车姿态。
3.根据权利要求1所述的一种驾驶模拟系统,其特征在于,所述驾乘模拟器包括操作套件;
其中,所述操作套件被配置为向用户提供驾驶操作,所述操作套件至少包括方向盘、加速踏板和减速踏板。
4.根据权利要求3所述的一种驾驶模拟系统,其特征在于,所述驾乘模拟器还包括乘员感知装置,所述乘员感知装置用于对所述整车座舱中的用户进行信息采集,得到感知信息;
所述算法平台,具体被配置为根据所述操作套件所产生的操作信息和所述乘员感知装置所产生的感知信息,确定与所述座舱零部件对应的第一控制信息;以及用于根据所述操作套件所产生的操作信息,确定与所述活动机构对应的第二控制信息。
5.根据权利要求1所述的一种驾驶模拟系统,其特征在于,所述系统还包括:
显示系统,位于所述支撑平台上,用于显示虚拟场景信息、感知信息和操作信息中的至少一者;
其中,所述虚拟场景信息包括道路信息和碰撞信息,用于虚拟出真实驾乘操作所处的驾乘场景;
所述感知信息包括驾乘人员的生物特征信息和动作信息中的至少一者;
所述操作信息包括加速度信息、方向信息和姿态信息中的至少一者。
6.根据权利要求5所述的一种驾驶模拟系统,其特征在于,所述整车座舱的底部包括多个底盘安装硬点或多个门槛梁举升点;所述支撑平台上设置有多个安装点和多个安装杆;
其中,多个所述安装点与多个所述底盘安装硬点或多个所述门槛梁举升点连接;
多个所述安装杆安装到所述显示系统上。
7.根据权利要求1所述的一种驾驶模拟系统,其特征在于,所述活动机构包括:
支撑件;
多个电控主缸,每个所述电控主缸的一个连接端安装到所述支撑件上,另一个连接端连接所述支撑平台;其中,每两个所述电控主缸的两端部之间具有预设距离;
电控系统,与多个所述电控主缸电性连接,用于控制每个所述电控主缸进行多自由度伸缩。
8.根据权利要求7所述的一种驾驶模拟系统,其特征在于,所述支撑件包括地基;或者,
滑台,所述滑台沿所述整车座舱的长度方向嵌设在滑轨上,以带动所述支撑平台滑动产生平移加速度。
9.根据权利要求1所述的一种驾驶模拟系统,其特征在于,所述座舱零部件至少包括座椅、仪表盘、安全带、内饰板、拉手、气囊和门锁。
10.一种驾驶模拟方法,其特征在于,应用于算法平台,其中,所述算法平台与多自由度运动平台和整车座舱通信连接,其中,多自由度运动平台包括包括活动机构和与所述活动机构连接的支撑平台,整车座舱设置于所述支撑平台上,并随着所述支撑平台运动;其中,所述整车座舱包括座舱零部件和驾乘模拟器,所述驾乘模拟器被配置为产生操作信息;所述方法包括:
接收所述驾乘模拟器产生的操作信息;
基于所述操作信息,确定与所述座舱零部件对应的第一控制信息,以及与所述活动机构对应的第二控制信息;
根据所述第一控制信息,控制所述座舱零部件执行对应的响应动作;
根据所述第二控制信息,控制所述活动机构带动所述支撑平台执行姿态调整动作。
11.根据权利要求10所述的一种驾驶模拟方法,其特征在于,所述座舱零部件和所述活动机构还与虚拟信号输出装置连接,所述方法还包括:
接收所述虚拟信号输出装置产生的虚拟场景信息;
所述根据所述第一控制信息,控制所述座舱零部件执行对应的响应动作,包括:
基于所述虚拟场景信息和所述第一控制信息,控制座舱零部件执行相关动作;
所述根据所述第二控制信息,控制所述活动机构带动所述支撑平台执行姿态调整动作,包括:
基于所述虚拟场景信息和所述第二控制信息,控制所述活动机构带动所述支撑平台执行姿态调整动作。
12.根据权利要求10所述的一种驾驶模拟方法,其特征在于,所述驾乘模拟器包括操作套件和乘员感知装置,所述方法还包括:
接收所述操作套件所产生的操作信息和所述乘员感知装置所产生的感知信息;
所述基于所述操作信息,确定与所述座舱零部件对应的第一控制信息,以及与所述活动机构对应的第二控制信息,包括:
基于所述操作套件所产生的操作信息和所述感知信息,确定与所述座舱零部件对应的第一控制信息;
以及,根据所述操作套件所产生的操作信息,确定与所述活动机构对应的第二控制信息。
13.根据权利要求12所述的一种驾驶模拟方法,其特征在于,所述感知信息包括动作信息和生物特征信息:所述基于所述操作信息和所述感知信息,确定与所述座舱零部件对应的第一控制信息,包括:
根据所述动作信息和所述操作信息所处的安全等级,确定与所述座舱零部件对应的第一控制信息;或者,
基于所述操作信息和所述生物特征信息,得到融合控制信息,并根据所述融合控制信息,确定与所述座舱零部件对应的第一控制信息。
14.根据权利要求10所述的一种驾驶模拟方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取所述座舱零部件的部件反馈信息和所述多自由度运动平台的平台反馈信息;所述部件反馈信息用于表征所述座舱零部件的当前状态,所述平台反馈信息用于表征所述多自由度运动平台的当前姿态;
基于所述部件反馈信息与所述第一控制信息,确定所述座舱零部件是否处于安全状态,若否,则输出所述座舱零部件的第一警告信息;
基于所述平台反馈信息与所述第二控制信息,确定所述多自由度运动平台是否处于安全状态,若否,则输出所述多自由度运动平台的第二警告信息。
15.根据权利要求14所述的一种驾驶模拟方法,其特征在于,获取所述座舱零部件的部件反馈信息之后,所述方法还包括:
在确定所述座舱零部件未处于安全状态的情况下,根据所述部件反馈信息,控制所述座舱零部件由当前状态切换为预设安全状态。
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CN202310485598.7A CN116504113A (zh) | 2023-04-28 | 2023-04-28 | 一种驾驶模拟系统及驾驶模拟方法 |
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