CN208938395U - 一种分体传感及智能电视设备的驾驶模拟系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种分体传感及智能电视设备的驾驶模拟系统，包括综合处理模块、智能电视设备、至少一个传感器集合和至少一个传感器信号处理模块，传感器集合是驾驶模拟系统操作部件对应传感器的集合，传感器集合与传感器信号处理模块连接，综合处理模块将传感器信号处理模块采集的传感器信号进行整合，综合处理模块可以将整合后的信号通过智能电视设备通信接口与智能电视设备进行信号交互。智能电视设备内安装有驾驶模拟软件，智能电视设备具有集成度高、稳定性好和成本低等优点。本实用新型结构简单、接线方便、成本低，尤其适合应用于传感器信号需要分类处理的驾驶模拟系统。

Description

一种分体传感及智能电视设备的驾驶模拟系统

技术领域

本实用新型涉及驾驶模拟技术领域，尤其涉及一种分体传感及智能电视设备的驾驶模拟系统。

背景技术

驾驶模拟器是一种驾驶训练的教学设备，它利用虚拟现实仿真技术营造虚拟驾驶训练环境，学员通过驾驶模拟器的操作部件与驾驶模拟软件进行交互，从而学习驾驶技能。利用驾驶模拟技术对新学员进行培训，不仅可以安全、高效地训练新学员，且具有成本低、零排放、绿色环保等特点；充分利用驾驶模拟训练方法，将可以带来显著地经济效益和社会效益。驾驶模拟信号处理系统是驾驶模拟器的电信号系统，驾驶模拟信号处理系统的结构与组成直接影响驾驶模拟器的成本和仿真体验。

现有方案一：

驾驶模拟系统采用如图1所示方案：包括一传感器、一信号处理集成电路板、一键盘或鼠标、一电脑主机、一显示器和一音箱，信号处理集成电路板内设置有一传感器信号处理模块、一微处理器和一通信接口，传感器与传感器信号处理模块连接，传感器信号处理模块与微处理器连接，微处理器与通信接口连接，通信接口与电脑主机连接，电脑主机与键盘或鼠标连接，电脑主机还与显示器和音箱连接，电脑主机内安装有驾驶模拟软件。所述的传感器可以将物理操作转换为电信号，传感器包含驾驶模拟器所有操作部件对应的传感器，所述的操作部件通常有：方向盘、离合器踏板、制动踏板、加速踏板、驻车制动器、电源、点火、转向灯、远近灯、双闪、雨刮和变速器等，所述的传感器通常有：方向盘转向传感器、离合器踏板传感器、制动踏板传感器、加速踏板传感器、驻车制动器传感器、电源传感器、点火传感器、转向灯传感器、远近灯传感器、双闪传感器、雨刮传感器和变速器传感器等。本方案中，不可避免的缺点在于：(1)所有传感器均连接到信号处理集成电路板，传感器种类繁杂、数量多，使得信号处理集成电路板复杂，电路板设计难度大、布线困难、成本高；(2)驾驶模拟器的操作部件较为分散，如离合器踏板、制动踏板和加速踏板一般处于驾驶模拟器操作员的正前下方，驻车制动器和变速器一般处于驾驶模拟器操作员的右下方，转向灯、远近灯和雨刮等操作部件一般处于驾驶模拟器操作员的正前方，这些操作部件的连接线都要连接到信号处理集成电路板上，使得连接线较长、接线多且杂乱；(3)驾驶模拟器的操作部件所使用的传感器常有多种选择，如驻车制动器可使用连续型信号传感器或开关型信号传感器，集成的传感器信号处理模块不能兼容一个操作部件不同类型的传感器；(4)电脑主机内的各组成部件通常是拼装而成，如CPU、显卡和内存条等插在主板的卡槽内，驾驶模拟器使用时存在一定的振动，易使电脑主机内各组成部件松动导致电脑主机无法使用，使故障率高；(5)电脑主机常安装Windows操作系统，而Windows操作系统不如安卓、阿里云这些新的操作系统流畅；(6)电脑主机的尺寸较大，使安装不方便；(7)电脑主机的成本比电视盒子的成本高；(8)同等屏幕尺寸下，智能电视的成本比显示器的成本低，且智能电视集成有音箱。

现有方案二：

根据专利“一种基于智能电视设备的汽车驾驶模拟系统”(申请号：201720322419.8)所述的驾驶模拟系统，与现有方案一相比，该驾驶模拟系统采用了智能电视设备作为驾驶模拟软件的运行载体，智能电视设备常安装有安卓、阿里云等操作系统，集成度高，运行流畅。但其不可避免的缺点在于：(1)所有传感器均连接到综合处理集成电路板，传感器种类繁杂、数量多，使信号处理集成电路板复杂，电路板设计难度大、布线困难、成本高；(2)驾驶模拟器的操作部件较为分散，如离合器踏板、制动踏板和加速踏板一般处于驾驶模拟器操作员的正前下方，驻车制动器和变速器一般处于驾驶模拟器操作员的右下方，转向灯、远近灯和雨刮等操作部件一般处于驾驶模拟器操作员的正前方，这些操作部件的连接线都要连接到信号处理集成电路板上，使连接线较长、接线多且杂乱；(3)驾驶模拟器的操作部件所使用的传感器常有多种选择，如驻车制动器可使用连续型信号传感器或开关型信号传感器，集成的传感器信号处理模块不能兼容一个操作部件的不同类型的传感器。

现有方案三：

根据专利“一种基于子母结构和智能电视设备的驾驶模拟系统”(申请号：201820432213.5)所述的驾驶模拟系统包括母模块、传感器、子模块和智能电视设备，传感器可以与母模块或子模块连接，母模块与所有子模块通信连接，母模块将母模块和子模块采集的传感器信号进行整合，母模块将整合后的信号与智能电视设备进行信号交互，本方案中，不可避免的缺点在于：子模块中设置的微处理器和通信接口，大幅度提升了电路设计的复杂性，同时极大增加了系统的成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种分体传感及智能电视设备的驾驶模拟系统，包括综合处理模块、至少一个传感器集合、至少一个传感器信号处理模块和智能电视设备，其中：

综合处理模块，是一种具有信号处理和通信功能的电路集合；

传感器集合，是驾驶模拟系统操作部件对应传感器的集合，其作用在于将驾驶模拟系统操作部件的物理操作转换为电信号，传感器集合与传感器信号处理模块连接；

传感器信号处理模块，是一种具有传感器信号处理的电路集合，传感器信号处理模块与综合处理模块连接；

智能电视设备，是一种搭载了操作系统并具有全开放式平台的电视设备的总称，安装有驾驶模拟软件，智能电视设备与综合处理模块通信连接。

综合处理模块包括微处理器、智能电视设备通信接口，智能电视设备通信接口与微处理器连接，微处理器与传感器信号处理模块连接，微处理器能够通过智能电视设备通信接口与智能电视设备进行信号交互。

所述的驾驶模拟系统操作部件具体包括但不限于：方向盘、离合器踏板、制动踏板、加速踏板、驻车制动器、电源、点火、转向灯、远近灯、双闪、雨刮和变速器；

所述的传感器具体包括但不限于：方向盘转向传感器、离合器踏板传感器、制动踏板传感器、加速踏板传感器、驻车制动器传感器、电源传感器、点火传感器、转向灯传感器、远近灯传感器、双闪传感器、雨刮传感器和变速器传感器；

所述传感器按其连接的传感器信号处理模块的不同可至少分为一个传感器集合。

进一步的，智能电视设备通信接口选自以下接口的至少一种：USB接口、WIFI接口、RJ45接口、IIC接口、RS232接口、RS422接口、RS485接口或蓝牙接口。

进一步的，智能电视设备为以下三种中的至少一种：

a.智能电视设备，包括电视盒子和显示器，电视盒子与显示器连接，电视盒子内安装有驾驶模拟软件；

b.智能电视设备，包括电视盒子和电视机，电视盒子与电视机连接，电视盒子内安装有驾驶模拟软件；

c.智能电视设备，安装有操作系统的智能电视机。

进一步的，成对连接的传感器集合和传感器信号处理模块，两者可以是分立的，或是一体化集成的。

进一步的，传感器信号处理模块和综合处理模块是分立连接的。

本实用新型提供的一种分体传感及智能电视设备的驾驶模拟系统，与现有驾驶模拟信号处理系统相比，具有如下优点：(1)采用了传感器信号处理模块加综合处理模块的结构，驾驶模拟器操作部件所对应的传感器可分门别类地接在所述传感器信号处理模块上，使传感器信号的采集和处理工作变得简单，传感器信号处理模块和综合处理模块的电路易设计、易实现，传感器信号处理模块和综合处理模块的PCB板布线难度小、电路板的尺寸可以设计的更小，电路板的成本更低；(2)驾驶模拟器操作部件所对应的传感器可按就近原则进行接线，使驾驶模拟器电路简洁，具有接线短、故障少、易排查的优点；(3)对于驾驶模拟器的一个操作部件可选用多种传感器的情况，当该操作部件更换了传感器类型，通过连接相应的传感器信号处理模块，系统能快速、稳定地恢复运行；(4)传感器信号处理模块组成的元件，其类型简单、通用性好、成本低，有利于生产备货；(5)智能电视设备可以选用安装有操作系统的智能电视机、电视盒子和显示器、电视盒子和电视机，选择范围广，适用不同需求的用户；(6)智能电视设备中的电视盒子的尺寸小、成本低，便于安装和运输；(7)智能电视设备中的安卓、阿里云操作系统比Windows流畅，操作感更强；(8)对于不熟悉电脑的用户来说，采用智能电视设备中的遥控器操作模拟驾驶软件较为简单。

附图说明

图1为现有技术中驾驶模拟系统的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一中选用第1种智能电视设备的结构示意图；

图5为本实用新型实施例一中选用第2种智能电视设备的结构示意图；

图6为本实用新型实施例一中选用第3种智能电视设备的结构示意图；

图7为本实用新型实施例二的结构示意图；

图8为本实用新型实施例三的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的详细描述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开的具体实施例的限制。

实施例一：

如图3所示，本实用新型提供的一种分体传感及智能电视设备的驾驶模拟系统，采用了综合处理模块和一个传感器信号处理模块的结构，具体包括综合处理模块、传感器信号处理模块、传感器集合和智能电视设备，综合处理模块内设置有微处理器、智能电视设备通信接口，传感器集合与传感器信号处理模块连接，传感器信号处理模块与所述微处理器连接，所述微处理器通过所述智能电视设备通信接口连接到智能电视设备。

本实施例中，具体包括一个传感器集合。

所述传感器集合包含方向盘传感器(可以选用：编码器、电位器、角度霍尔传感器或线性霍尔传感器)、离合器踏板传感器(可选用线性霍尔传感器，型号可以为SH495A)、制动踏板传感器(可选用线性霍尔传感器，型号可以为SH495A)、加速踏板传感器(可选用线性霍尔传感器，型号可以为SH495A)、驻车制动器传感器(可选用线性霍尔传感器，型号可以为SH495A)、变速器传感器(可选用开关霍尔传感器，型号可以为Risym A3144E)、转向灯传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、远近灯传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、雨刮传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、雾灯传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、车门传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、安全带传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、喇叭传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、角度调整传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、双闪传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、点火传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、模式传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)。

所述智能电视设备通信接口采用以下通信接口的一种或多种：

USB接口、WIFI接口、RJ45接口、IIC接口、RS232接口、RS422接口、RS485接口、或蓝牙接口。在本实施例中，优选的，所述智能电视设备通信接口采用USB接口。

综合处理模块微处理器可采用4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器或32位微处理器中的一种或多种，优选的，综合处理模块微处理器采用32位ARM微处理器(型号可以为STM32F103VBT6)。

如图4所示，智能电视设备可包括电视盒子、电视盒子遥控器、显示器和音箱，电视盒子与显示器和音箱连接，显示器和音箱是智能电视设备的输出设备，电视盒子遥控器是电视盒子的无线操作设备，电视盒子内安装有驾驶模拟软件。电视盒子可以选用：天猫魔盒、小米盒子、华为4K网络机顶盒、创维T2等，优选的，电视盒子选用天猫魔盒。具体实施时，音箱也可以换成耳机等其它音频输出设备。

如图5所示，智能电视设备也可包括电视盒子、电视盒子遥控器、电视机和电视机遥控器，电视盒子遥控器是电视盒子的无线操作设备，电视遥控器是电视机的无线操作设备，电视盒子与电视机连接，电视盒子内安装有驾驶模拟软件。电视盒子可以选用：天猫魔盒、小米盒子、华为4K网络机顶盒、创维T2等，优选的，电视盒子选用天猫魔盒。电视机本身具有音频输出功能。

如图6所示，智能电视设备还可包括智能电视和智能电视遥控器，智能电视遥控器是智能电视的无线操作设备，智能电视内安装有驾驶模拟软件。

实施例二：

本实施例与实施例一的区别在于：本实施例采用了两个传感器信号处理模块和一个综合处理模块的结构，如图7所示，包括综合处理模块、传感器信号处理模块1、传感器集合1、传感器信号处理模块2、传感器集合2和智能电视设备；综合处理模块内设置有微处理器、智能电视设备通信接口，传感器集合1与传感器信号处理模块1连接，传感器信号处理模块1与所述微处理器连接，传感器集合2与传感器信号处理模块2连接，传感器信号处理模块2与所述微处理器连接，所述微处理器通过所述智能电视设备通信接口连接到智能电视设备。

本实施例中，传感器具体包括传感器集合1和传感器集合2。

传感器集合1包括：方向盘传感器(可以选用：编码器、电位器、角度霍尔传感器或线性霍尔传感器)、离合器踏板传感器(可选用线性霍尔传感器，型号可以为SH495A)、制动踏板传感器(可选用线性霍尔传感器，型号可以为SH495A)、加速踏板传感器(可选用线性霍尔传感器，型号可以为SH495A)，驻车制动器传感器(可选用线性霍尔传感器，型号可以为SH495A)、变速器传感器(可选用开关霍尔传感器，型号可以为Risym A3144E)。

传感器集合2包括：转向灯传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、远近灯传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、雨刮传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、雾灯传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、车门传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、安全带传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、喇叭传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、角度调整传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、双闪传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、点火传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、模式传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)。

实施例三：

本实施例与实施例一的区别在于：本实施例采用了三个传感器信号处理模块和一个综合处理模块的结构，如图8所示，包括综合处理模块、传感器信号处理模块1、传感器集合1、传感器信号处理模块2、传感器集合2、传感器信号处理模块3、传感器集合3和智能电视设备；综合处理模块内设置有微处理器、智能电视设备通信接口，传感器集合1与传感器信号处理模块1连接，传感器信号处理模块1与所述微处理器连接，传感器集合2与传感器信号处理模块2连接，传感器信号处理模块2与所述微处理器连接，传感器集合3与传感器信号处理模块3连接，传感器信号处理模块3与所述微处理器连接，所述微处理器通过所述智能电视设备通信接口连接到智能电视设备。

本实施例中，传感器具体包括传感器集合1、传感器集合2和传感器集合3。

传感器集合1包括：方向盘传感器(可以选用：编码器、电位器、角度霍尔传感器或线性霍尔传感器)、离合器踏板传感器(可选用线性霍尔传感器，型号可以为SH495A)、制动踏板传感器(可选用线性霍尔传感器，型号可以为SH495A)、加速踏板传感器(可选用线性霍尔传感器，型号可以为SH495A)。

传感器集合2包括：驻车制动器传感器(可选用线性霍尔传感器，型号可以为SH495A)、变速器传感器(可选用开关霍尔传感器，型号可以为Risym A3144E)。

传感器集合3包括：转向灯传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、远近灯传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、雨刮传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、雾灯传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、车门传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、安全带传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、喇叭传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、角度调整传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、双闪传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、点火传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)、模式传感器(开关信号，可用机械开关直接接入)。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种分体传感及智能电视设备的驾驶模拟系统，其特征在于包括综合处理模块、至少一个传感器集合、至少一个传感器信号处理模块和智能电视设备，其中：

综合处理模块，是一种具有信号处理和通信功能的电路集合；

传感器集合，是驾驶模拟系统操作部件对应传感器的集合，其作用在于将驾驶模拟系统操作部件的物理操作转换为电信号，传感器集合与传感器信号处理模块连接；

传感器信号处理模块，是一种具有传感器信号处理的电路集合，传感器信号处理模块与综合处理模块连接；

智能电视设备，是一种搭载了操作系统并具有全开放式平台的电视设备的总称，智能电视设备内安装有驾驶模拟软件，智能电视设备与综合处理模块通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种分体传感及智能电视设备的驾驶模拟系统，其特征在于：综合处理模块包括微处理器和智能电视设备通信接口，智能电视设备通信接口与微处理器连接，微处理器与传感器信号处理模块连接，微处理器能够通过智能电视设备通信接口与智能电视设备进行信号交互。

3.根据权利要求2所述的一种分体传感及智能电视设备的驾驶模拟系统，其特征在于：

所述的驾驶模拟系统操作部件具体包括方向盘、离合器踏板、制动踏板、加速踏板、驻车制动器、电源、点火、转向灯、远近灯、双闪、雨刮和变速器；

所述的传感器具体包括方向盘转向传感器、离合器踏板传感器、制动踏板传感器、加速踏板传感器、驻车制动器传感器、电源传感器、点火传感器、转向灯传感器、远近灯传感器、双闪传感器、雨刮传感器和变速器传感器；

所述传感器按其连接的传感器信号处理模块的不同可至少分为一个传感器集合。

4.根据权利要求2所述的一种分体传感及智能电视设备的驾驶模拟系统，其特征在于：智能电视设备通信接口选自以下接口的至少一种：USB接口、WIFI接口、RJ45接口、IIC接口、RS232接口、RS422接口、RS485接口或蓝牙接口。

5.根据权利要求1所述的一种分体传感及智能电视设备的驾驶模拟系统，其特征在于：智能电视设备为以下三种中的至少一种：

a.智能电视设备，包括电视盒子和显示器，电视盒子与显示器连接，电视盒子内安装有驾驶模拟软件；

b.智能电视设备，包括电视盒子和电视机，电视盒子与电视机连接，电视盒子内安装有驾驶模拟软件；

c.智能电视设备，安装有操作系统的智能电视机。

6.根据权利要求1所述的一种分体传感及智能电视设备的驾驶模拟系统，其特征在于：成对连接的传感器集合和传感器信号处理模块，两者可以是分立的，或是一体化集成的。

7.根据权利要求1所述的一种分体传感及智能电视设备的驾驶模拟系统，其特征在于，传感器信号处理模块和综合处理模块是分立连接的。