CN210583611U - 一种模拟驾驶系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种模拟驾驶系统，包括：多自由度平台，设有至少一个；乘客载具，固定设置在所述多自由度平台上，一个多自由度平台对应设置一个乘客载具，所述乘客载具内设有操控设备，所述操控设备至少包括方向盘、油门、刹车；显示设备，设在所述乘客载具前侧，用于显示模拟赛道路况；控制系统，分别与所述多自由度平台、操控设备、显示设备电连接。用户操控操控设备时，会将方向盘、油门、刹车的移动参数反馈给控制系统，控制系统控制多自由度平台依据方向盘、油门、刹车的移动参数匹配相应的数据，并控制多自由度平台产生相应的动作，使用户有真实的驾驶感觉，同时，显示设备显示模拟赛道路况，使用户有真实的参赛感觉，娱乐性较强。

Description

一种模拟驾驶系统

技术领域

本实用新型涉及模拟仿真设备技术领域，具体涉及一种模拟驾驶系统。

背景技术

赛车运动由于具有超强的刺激性而受到人的喜爱，但是实际赛车过程中，容易出现危险。现有技术中出现了很多赛车游戏，但是没有身临其境的感觉，娱乐性不强。

现有技术中出现了汽车驾驶模拟器，包括六自由度平台底座和六自由度平台支撑连接之间连接安装六自由度平台动力臂，六自由度平台底座上还安装六自由度平台机泵和六自由度平台主控机箱，六自由度平台支撑连接上部安装模拟车，模拟车前支撑构架上安装模拟车前挡风玻璃，模拟车内部设有显示器。采用3屏幕来仿真车窗显示驾驶路况，分别代表前挡风玻璃和两侧玻璃，通过显示器来模拟真实的车窗外的景色，使学员在驾驶练习过程中能够像在真正的驾驶汽车上路一样的感觉，能完好的模拟车体发动机的震动以及路况的颠簸，能使驾驶者或学员有一种身临其境的感觉，驾驶者或学员能在听觉、视觉、触觉上体验驾驶真车的感觉，真正的达到了3D立体式仿真效果。但是上述现有技术的汽车驾驶模拟器的娱乐性较低，比如说，现有的模拟系统中的赛车首先内部感官上就不像赛车，其次，车内的方向盘、踏板等均是简单的模拟部件，操控感觉不真实，还有显示器显示的画面整体或者为静止或者为算法作出的动态画面，与车体的动作不能协调一致，导致沉浸感太差。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的汽车驾驶模拟器娱乐性较低的缺陷，从而提供一种具有较高的娱乐性和刺激性的模拟驾驶系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种模拟驾驶系统，包括：

多自由度平台，设有至少一个；

乘客载具，固定设置在所述多自由度平台上，一个所述多自由度平台对应设置一个乘客载具，所述乘客载具内设有操控设备，所述操控设备至少包括方向盘、油门、刹车；

显示设备，设在所述乘客载具的前侧，用于显示模拟赛道路况；

控制系统，分别与所述多自由度平台、操控设备、显示设备电连接。

所述乘客载具内设有仪表盘，所述仪表盘与所述控制系统电连接，用于显示模拟驾驶的转速、时速。

所述方向盘的转向轴上连接有游戏方向盘，所述游戏方向盘设在所述乘客载具的车体内部，所述游戏方向盘与所述控制系统电连接。

所述方向盘连接有震动马达。

所述油门连接有第一传感器，所述第一传感器通过第一信号转接板与所述控制系统电连接。

所述刹车连接有第二传感器，所述第二传感器通过第二信号转接板与所述控制系统电连接。

所述油门连接有为油门踏板提供阻力的油门液压制动系统。

所述刹车连接有为刹车踏板提供阻力的刹车液压制动系统。

所述乘客载具上设有后视镜，所述后视镜为显示屏，所述显示屏与所述控制系统电连接，用于显示乘客载具在模拟赛道中的后视路况。

所述后视镜包括左后视镜、右后视镜和/或中央后视镜。

所述乘客载具上设有雨刷器，所述雨刷器与所述控制系统电连接，模拟赛道路况显示下雨或下雪时，所述控制系统控制所述雨刷器开启。

还包括赛事转播显示器，用于显示多台乘客载具在模拟赛道中的状态。

还包括触屏设备，用于用户手动选择乘客载具型号、赛道，所述触屏设备与所述控制系统电连接。

所述显示设备呈弧形，环绕所述乘客载具的前侧设置，为投影屏幕或LED/LCD显示屏。

所述乘客载具内设有油门按钮、刹车按钮，所述油门按钮、刹车按钮分别与所述控制系统电连接。

所述乘客载具内设有拨片换挡，所述拨片换挡与所述控制系统电连接。

还包括音频设备，所述音频设备与所述控制系统电连接。

所述乘客载具内设有摄像头，所述摄像头与所述控制系统电连接。

所述乘客载具内设有复位摇杆、切换视角摇杆、切换普通/专业模式摇杆，所述摇杆与所述控制系统电连接。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的一种模拟驾驶系统，多自由度平台设有至少一个，通过将乘客载具固定在多自由度平台上，一个多自由度平台对应设置一个乘客载具，用户操控操控设备时，会将方向盘、油门、刹车的移动参数反馈给控制系统，控制系统控制多自由度平台依据方向盘、油门、刹车的移动参数匹配相应的数据，并控制多自由度平台产生相应的动作，使用户有真实的驾驶感觉，同时，显示设备显示模拟赛道路况，使用户有真实的参赛感觉，参赛时，可以实现多台乘客载具之间的竞技，娱乐性较强。

2.本实用新型提供的一种模拟驾驶系统，所述乘客载具内设有仪表盘，所述仪表盘与所述控制系统电连接，用于显示模拟驾驶的转速、时速，使用户有真实的开车参赛的感觉，娱乐性较强。

3.本实用新型提供的一种模拟驾驶系统，所述方向盘的转向轴上连接有游戏方向盘，所述游戏方向盘与所述控制系统电连接，游戏方向盘隐藏在乘客载具的车体内部，外观上，方向盘和实体车的方向盘一致，操作方式也一致，并且操作方向盘后会通过多自由度平台产生相应的运动，同时方向盘自带震动马达，可以根据不同路况提供震动反馈，有真实的开车参赛的感觉，互动性较强。

4.本实用新型提供的一种模拟驾驶系统，所述油门连接有第一传感器，所述第一传感器通过第一信号转接板与所述控制系统电连接，第一传感器感受用户踩踏油门的动作信号并将其转换为电信号，第一信号转接板将电信号转换为能被控制系统识别的信号并传递给控制系统，结构简单，方便对汽车进行改造安装。

5.本实用新型提供的一种模拟驾驶系统，所述刹车连接有第二传感器，所述第二传感器通过第二信号转接板与所述控制系统电连接，第二传感器感受用户踩踏刹车的动作信号并将其转换为电信号，第二信号转接板将电信号转换为能被控制系统识别的信号并传递给控制系统，结构简单，方便对汽车进行改造安装。

6.本实用新型提供的一种模拟驾驶系统，所述乘客载具上设有后视镜，所述后视镜为显示屏，所述显示屏与所述控制系统电连接，用于显示乘客载具在模拟赛道中的后视路况，使用户参赛的真实感觉更强。

7.本实用新型提供的一种模拟驾驶系统，所述乘客载具上设有雨刷器，所述雨刷器与所述控制系统电连接，模拟赛道路况显示下雨或下雪时，所述控制系统控制所述雨刷器开启，使用户参赛的真实感觉更强。

8.本实用新型提供的一种模拟驾驶系统，还包括赛事转播显示器，用于显示多台乘客载具在模拟赛道中的状态，围观人员能通过赛事转播显示器观看赛事情况，有利于提升用户模拟参赛的热情。

9.本实用新型提供的一种模拟驾驶系统，所述乘客载具内设有触屏设备，用于用户手动选择乘客载具型号、赛道，所述触屏设备与所述控制系统电连接，便于用户手动选择操作。

10.本实用新型提供的一种模拟驾驶系统，所述显示设备呈弧形，环绕所述乘客载具的前侧设置，为投影屏幕或LED/LCD显示屏，用户在模拟驾驶时，视线处均为赛道路况，参赛感觉更加真实。

11.本实用新型提供的一种模拟驾驶系统，所述乘客载具内设有油门按钮、刹车按钮，所述油门按钮、刹车按钮分别与所述控制系统电连接，操作不便的用户可通过按钮进行操作，符合更多的用户需求。

12.本实用新型提供的一种模拟驾驶系统，所述乘客载具内设有拨片换挡，所述拨片换挡与所述控制系统电连接，操作不便的用户可通过拨片换挡进行换挡操作，符合更多的用户需求。

13.本实用新型提供的一种模拟驾驶系统，还包括音频设备，所述音频设备与所述控制系统电连接，音频设备能模拟赛车时的环境音效，用户在操控操控设备时，控制系统根据操控设备的移动参数匹配相应的音效数据，并通过音频设备发出，能模拟操控设备的真实声音，用户参赛的感觉更加真实。

14.本实用新型提供的一种模拟驾驶系统，所述乘客载具内设有摄像头，所述摄像头与所述控制系统电连接，车内摄像头能够采集用户驾驶时的即时表情，并通过赛事转播显示器分屏播放，有利于提升现场气氛，渲染赛车比赛的紧张刺激感。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型的实施例中提供的一种模拟驾驶系统的乘客载具固定在多自由度平台上的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例中提供的一种模拟驾驶系统的俯视图；

图3为本实用新型的实施例中提供的一种模拟驾驶系统的平面布局图；

附图标记说明：

1－多自由度平台；2－乘客载具；3－显示设备；4－护栏；5－墙体；6－入口；7－出口；8－DIY区；9－人工操作区。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种模拟驾驶系统，如图1和图2所示，包括多自由度平台1、乘客载具2、显示设备3、控制系统、赛事转播显示器、音频设备。

其中多自由度平台1能够实现多方位的运动。在本实施例中，优选多自由度平台1为六自由度平台，乘客载具2固定设置在多自由度平台1，能随多自由度平台1进行运动。

其中，乘客载具2为赛车，其外观与真实车型的外观一致，在乘客载具2内设有操控设备，操控设备包括与真实方向盘、油门、刹车布置位置、外观一致的方向盘、油门、刹车。刹车和油门分别连接有刹车液压制动系统和油门液压制动系统，用于向刹车和油门提供阻力，且随着踩踏量的不一样，所述液压制动系统产生的阻力不同。这样在用户踩踏刹车和油门时，所述制动系统能够给用户脚部反馈相应的阻力，给用户真实踩踏的感觉。优选的方案中，刹车制动系统反馈的阻力与踩踏量之间的比例要大于油门制动系统阻力与踩踏量之间的比例。更优选的方案中，油门液压制动系统产生的阻力分多个档位，每个档位内阻力与踩踏量之间的比值曲线的倾角不同。这样用户根据踩踏产生的阻力可大致知道处于的速度区间。

显示设备3设在赛车的车头前侧，用于显示模拟赛道路况。优选的方案中，所述显示设备3为投影式显示设备，投影设备通过支架安装在车顶或车后部。这样投影设备随着车辆同步运动，在车辆发生晃动时投影仪也晃动使得投影画面整体晃动，对于用户来说，就像现实中车辆发生晃动时产生的效果一样，沉浸式体验效果非常好。

控制系统分别与多自由度平台1、操控设备、显示设备3电连接。用户操控操控设备时，会将方向盘、油门、刹车的移动参数反馈给控制系统，控制系统控制多自由度平台1依据方向盘、油门、刹车的移动参数匹配相应的数据，并控制多自由度平台1产生相应的动作，使用户有真实的驾驶感觉，同时，显示设备3显示模拟赛道路况，使用户有真实的参赛感觉，娱乐性较强。当模拟赛道内赛车出现与墙或者其他车辆相撞时，控制系统控制多自由度平台1产生相应的运动，模拟碰撞时的运动，使用户在赛车内有真实的感觉。例如：当用户踩刹车时，首先刹车液压制动系统给用户产生脚部的阻力，同时，控制系统会控制多自由度平台1向后运动，使用户在惯性的作用下向前运动，模拟刹车的真实感觉。当用户踩油门时，同样，控制系统会控制多自由度平台1向前运动，使用户在惯性的作用下向后运动，模拟踩油门的真实感觉。

其中，控制系统除了上述响应于用户对操控设备的操控而产生相应的动作之外，还能够根据游戏模式、内容的不同而对多自由度平台1产生对应的控制动作。例如：

当模拟赛道内赛车出现与墙或者其他车辆相撞时，控制系统控制多自由度平台1产生相应的运动，模拟碰撞时的运动，使用户在赛车内有真实的感觉。当用户选择的车辆不同时(拉力汽车、F1方程式、时尚跑车等)，控制系统会调整对应的参数，给用户不同的驾驶感觉。当在游戏中赛车行驶在不同的道路(例如平整的高速公路、柏油路、室内外赛道、草地、沙漠、泥地)以及处于不同的天气情况(例如刮风、下雨、下雪等)等不同环境下，控制系统会根据游戏内容控制多自由度平台1给出赛车不同的动作，以给用户真实的场景感觉。经过申请人大量的理论和实践，申请人发现了可以使用多自由度平台1在某一或某些方向产生振动，并通过调整振动的幅值和频率，来给用户行驶在不同环境的感觉。例如：仅考虑道路不同的情况下，在刚性高速公路表面，将振幅和频率调整到很小。而在柏油路上，振幅调小，频率大一些。在草地行驶，振幅调大，频率小。而在山区路段，振幅、频率都调大。这里只是示例性说明，实际中，操作系统设定不同情况下对应的振幅和频率的范围值，并且操作系统会根据所述设定值与车辆速度、天气情况下组合起来。例如在操作系统中有一个查找表，对应不同车型、天气、路面、速度等情况，控制系统查找后将相应参数发送给多自由度平台1。这样的方案使得用户的赛车体验更加逼真。优选地，所述操作系统提供了接口，可以提供给用户(厂家用户而非乘客)自行设定不同方向的振动数值的功能。

在乘客载具2内设有仪表盘，所述仪表盘与所述控制系统电连接，用于显示模拟驾驶的转速、时速，使实际的乘客载具2虽然没有真实的运动，但用户却有真实的开车参赛的感觉，娱乐性较强。

方向盘的转向轴上连接有游戏方向盘，所述游戏方向盘与所述控制系统电连接，游戏方向盘隐藏在乘客载具2的内部。油门连接有第一传感器，所述第一传感器通过第一信号转接板与所述控制系统电连接，第一传感器感受用户踩踏油门的动作信号并将其转换为电信号，第一信号转接板将电信号转换为能被控制系统识别的信号并传递给控制系统。刹车连接有第二传感器，所述第二传感器通过第二信号转接板与所述控制系统电连接，第二传感器感受用户踩踏刹车的动作信号并将其转换为电信号，第二信号转接板将电信号转换为能被控制系统识别的信号并传递给控制系统。优选地，油门对应有多个档位，例如四挡(分别是0-80/80-160/160-240/240-320)。根据油门踩踏量不同，使得在稳定状态下，车辆行驶在不同的速度。

乘客载具2上设有后视镜，所述后视镜为显示屏，所述显示屏与所述控制系统电连接，用于显示乘客载具2在模拟赛道中的后视路况，使用户参赛的真实感觉更强。其中，后视镜包括两侧后视镜和车内后视镜，优选的方案中，所述后视镜显示的内容与前方显示的内容是对一个场景不同角度的截取，这样用户看到的前方内容与后视镜内容存在先后的关联，三个后视镜显示的内容也是相互关联，与真实的驾驶无二。

乘客载具2上还设有雨刷器，所述雨刷器与所述控制系统电连接，模拟赛道路况显示下雨或下雪时，所述控制系统控制所述雨刷器开启，能模拟下雨或下雪的真实场景。

赛事转播显示器用于显示多台赛车在模拟赛道中的状态，围观人员能通过赛事转播显示器观看赛事情况，有利于提升用户模拟参赛的热情。

在DIY区8内设有触屏设备，用于用户手动选择乘客载具型号、赛道，所述触屏设备与所述控制系统电连接，用户选择的乘客载具型号也即参赛车型，可以与实际的赛车的车型一致，也可以不一致。

其中，优选地，显示设备3独立于乘客载具2车体设置，呈弧形，环绕所述乘客载具2的前侧设置，为投影屏幕或LED/LCD显示屏，用户在模拟驾驶时，视线处均为赛道路况，参赛感觉更加真实。

为便于一些操作不便的用户也能够模拟参赛，在乘客载具2内设有油门按钮、刹车按钮、拨片换挡，所述油门按钮、刹车按钮、拨片换挡分别与所述控制系统电连接，且油门按钮、刹车按钮、拨片换挡设置在方向盘上或其他便于手动操作的位置。

本实施例的模拟驾驶系统还包括音频设备，优选音频设备为适于用户佩戴的带有耳机麦克风的专业赛车头盔或者耳机，或者在车内设置车载音响，所述音频设备与所述控制系统电连接，音频设备能模拟赛车时的环境音效，用户在操控操控设备时，控制系统根据操控设备的移动参数匹配相应的音效数据，并通过音频设备发出，能模拟操控设备的真实声音，用户参赛的感觉更加真实，导航语音提示通过专业赛车头盔或耳机输出，赛车时的背景音乐通过车载音响输出。

所述乘客载具2内设有摄像头，所述摄像头与所述控制系统电连接，车内摄像头能够采集用户驾驶时的即时表情，并通过赛事转播显示器分屏播放，有利于提升现场气氛，渲染赛车比赛的紧张刺激感。

所述乘客载具2内设有复位摇杆、切换视角摇杆、切换普通/专业模式摇杆，所述摇杆与所述控制系统电连接，用户在赛车过程中出现偏离赛道或翻车等情况时，可以通过拨动复位摇杆进行复位，通过拨动切换视角摇杆可切换不同的视角，可根据自己的需求选择普通模式或专业模式。

如图3所示，该模拟驾驶系统在实际应用时，多自由度平台和赛车设在由护栏4和墙体5围成的区域内，设有入口6和出口7，用户通过入口6进入DIY区8内，在DIY区8内设有触屏设备，该触屏设备与控制系统电连接，用于用户手动选择参赛车型、赛道。还设有人工操作区9，能使运营人员在人工操作区9内根据具体情况启动急、停、改、调整游戏内容，启动或停止多自由度平台1。

在可替换的实施例中，多自由度平台1可采用五自由度平台或四自由度平台或三自由度平台或二自由度平台。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (19)

1.一种模拟驾驶系统，其特征在于，包括：

多自由度平台(1)，设有至少一个；

乘客载具(2)，固定设置在所述多自由度平台(1)上，一个所述多自由度平台(1)对应设置一个乘客载具(2)，所述乘客载具(2)内设有操控设备，所述操控设备至少包括方向盘、油门、刹车；

显示设备(3)，设在所述乘客载具(2)的前侧，用于显示模拟赛道路况；

控制系统，分别与所述多自由度平台(1)、操控设备、显示设备(3)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种模拟驾驶系统，其特征在于，所述乘客载具(2)内设有仪表盘，所述仪表盘与所述控制系统电连接，用于显示模拟驾驶的转速、时速。

3.根据权利要求1所述的一种模拟驾驶系统，其特征在于，所述方向盘的转向轴上连接有游戏方向盘，所述游戏方向盘设在所述乘客载具(2)的内部，所述游戏方向盘与所述控制系统电连接。

4.根据权利要求3所述的一种模拟驾驶系统，其特征在于，所述方向盘连接有震动马达。

5.根据权利要求1所述的一种模拟驾驶系统，其特征在于，所述油门连接有第一传感器，所述第一传感器通过第一信号转接板与所述控制系统电连接。

6.根据权利要求1所述的一种模拟驾驶系统，其特征在于，所述刹车连接有第二传感器，所述第二传感器通过第二信号转接板与所述控制系统电连接。

7.根据权利要求1所述的一种模拟驾驶系统，其特征在于，所述油门连接有为油门踏板提供阻力的油门液压制动系统。

8.根据权利要求1所述的一种模拟驾驶系统，其特征在于，所述刹车连接有为刹车踏板提供阻力的刹车液压制动系统。

9.根据权利要求1所述的一种模拟驾驶系统，其特征在于，所述乘客载具(2)上设有后视镜，所述后视镜为显示屏，所述后视镜与所述控制系统电连接，用于显示乘客载具(2)在模拟赛道中的后视路况。

10.根据权利要求9所述的一种模拟驾驶系统，其特征在于，所述后视镜包括左后视镜、右后视镜和/或中央后视镜。

11.根据权利要求1所述的一种模拟驾驶系统，其特征在于，所述乘客载具(2)上设有雨刷器，所述雨刷器与所述控制系统电连接，模拟赛道路况显示下雨或下雪时，所述控制系统控制所述雨刷器开启。

12.根据权利要求1所述的一种模拟驾驶系统，其特征在于，还包括赛事转播显示器，用于显示多台乘客载具(2)在模拟赛道中的状态。

13.根据权利要求1所述的一种模拟驾驶系统，其特征在于，还包括触屏设备，用于用户手动选择乘客载具型号、赛道，所述触屏设备与所述控制系统电连接。

14.根据权利要求1所述的一种模拟驾驶系统，其特征在于，所述显示设备(3)呈弧形，环绕所述乘客载具(2)的前侧设置，为投影屏幕或LED/LCD显示屏。

15.根据权利要求1所述的一种模拟驾驶系统，其特征在于，所述乘客载具(2)内设有油门按钮、刹车按钮，所述油门按钮、刹车按钮分别与所述控制系统电连接。

16.根据权利要求1所述的一种模拟驾驶系统，其特征在于，所述乘客载具(2)内设有拨片换挡，所述拨片换挡与所述控制系统电连接。

17.根据权利要求1所述的一种模拟驾驶系统，其特征在于，还包括音频设备，所述音频设备与所述控制系统电连接。

18.根据权利要求1所述的一种模拟驾驶系统，其特征在于，所述乘客载具(2)内设有摄像头，所述摄像头与所述控制系统电连接。

19.根据权利要求1所述的一种模拟驾驶系统，其特征在于，所述乘客载具(2)内设有复位摇杆、切换视角摇杆、切换普通/专业模式摇杆，所述摇杆与所述控制系统电连接。

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