CN212903320U - 一种用于驾驶员状态监测系统测试的虚拟驾驶系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于驾驶员状态监测系统测试的虚拟驾驶系统，包括：虚拟座舱装置、HIL实时平台和显示装置，驾驶员在虚拟座舱内模拟车辆行驶的操作过程，并通过相应的传感器采集驾驶员操作信号，通过HIL实时平台仿真车辆的驾驶状态，生成车辆状态控制信号，一方面控制虚拟座舱实现模拟驾驶运动，另一方面生成与生成车辆状态控制信号相匹配的交通场景，将车辆驾驶状态画面信息与对应的交通环境画面信息显示在虚拟座舱前方的环幕上，以实现对驾驶员驾驶过程的实时模拟仿真，最终实现驾驶员状态监测系统的室内实时测试，测试过程安全性和可重复性更高，测试结果准确可靠。

Description

一种用于驾驶员状态监测系统测试的虚拟驾驶系统

技术领域

本实用新型属于车辆智能网联测试技术领域，具体涉及一种用于驾驶员状态监测系统测试的虚拟驾驶系统。

背景技术

目前每年因驾驶员疲劳或分神引发的交通事故一直是人们关注的焦点，当驾驶员处于疲劳或者分神状态时，驾驶员状态监测系统能够有效提醒驾驶员谨慎驾驶，督促驾驶员尽快休息，显得十分关键。

驾驶员状态监测系统在投入实际使用前需要进行必要的测试，以确保监测系统有效。如果在实时道路上对驾驶员状态监测系统进行测试，在驾驶过程中，如驾驶员正好处于疲劳或者分神状态下，测试驾驶员状态监测系统是否能够正确监测出驾驶员状态，将使驾驶员处于一定的危险环境。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供了一种用于驾驶员状态监测系统测试的虚拟驾驶系统，以提高驾驶员状态监测的安全性。结合说明书附图，本实用新型的技术方案如下：

一种用于驾驶员状态监测系统测试的虚拟驾驶系统，其特征在于：

所述虚拟驾驶系统包括：虚拟座舱装置、HIL实时平台和显示装置；

所述虚拟座舱装置中，虚拟座舱舱室驱动机构与虚拟座舱舱室相连，虚拟座舱舱室驱动机构接收车辆状态控制信号，带动虚拟座舱舱室运动，方向盘、加速踏板、制动踏板和挡位控制器均安装在虚拟座舱舱室内，方向盘转角传感器、方向盘转速传感器和方向盘转向传感器分别安装在方向盘上，加速踏板位移传感器安装在所述加速踏板上，制动踏板位移传感器安装在所述制动踏板上，挡位位置传感器安装在挡位控制器上；

所述HIL实时平台中，车辆模型仿真模块分别与所述方向盘转角传感器、方向盘转速传感器、方向盘转向传感器、加速踏板位移传感器、制动踏板位移传感器和挡位位置传感器信号连接，接收包括：方向盘转角信号、方向盘转速信号、方向盘转向信号、加速踏板开度信号、制动踏板开度信号和挡位位置信号在内的驾驶员操作信息，并将所生成的车辆状态控制信号分别发送至虚拟座舱舱室驱动机构和交通场景仿真模块，所述交通场景仿真模块接收驾驶员车辆状态控制信号后，将所生成本车车辆状态画面信息，以及与本车车辆状态信息相匹配的道路交通环境画面信息发送至显示装置；

所述显示装置中，投影仪与HIL实时平台的交通场景仿真模块信号连接，并将接收交通场景仿真模块发送的本车车辆状态画面信息和道路交通环境画面信息，投影在屏幕上，所述屏幕设置在虚拟座舱装置正前方。

进一步地，所述车辆模型仿真模块分别与所述方向盘转角传感器、方向盘转速传感器、方向盘转向传感器、加速踏板位移传感器、制动踏板位移传感器和挡位位置传感器通过CAN总线信号连接。

进一步地，所述道路交通环境画面信息包括：周围车辆状态信息、道路信息、交通信息、天气信息和障碍物信息。

进一步地，所述屏幕为环幕。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型所述用于驾驶员状态监测系统测试的虚拟驾驶系统在实验室内进行搭建，驾驶员在虚拟座舱内模拟车辆行驶的操作过程，并通过实时平台仿真车辆的驾驶状态，并调用与车辆驾驶状态相匹配的交通场景，将车辆驾驶状态信息与对应的交通环境信息显示在虚拟座舱前方的环幕上，以实现对驾驶员驾驶过程的实时模拟仿真，最终实现驾驶员状态监测系统的室内实时测试，测试过程安全性和可重复性更高，测试结果准确可靠。

附图说明

图1为本实用新型所述用于驾驶员状态监测系统测试的虚拟驾驶系统。

具体实施方式

为清楚、完整地描述本实用新型所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本实用新型的具体实施方式如下：

本实用新型公开了一种用于驾驶员状态监测系统测试的虚拟驾驶系统，如图1所示，所述虚拟驾驶系统包括：虚拟座舱装置、HIL实时平台和显示装置；其中：

所述虚拟座舱装置包括：虚拟座舱舱室、虚拟座舱舱室驱动机构、方向盘、加速踏板、制动踏板、挡位控制器、方向盘转角传感器、方向盘转速传感器、方向盘转向传感器、加速踏板位移传感器、制动踏板位移传感器和挡位位置传感器；

所述虚拟座舱舱室驱动机构与虚拟座舱舱室相连，虚拟座舱舱室驱动机构接收车辆状态控制信号，带动虚拟座舱舱室前、后、左、右四个方向的摆动，以模拟车辆加速、减速、左移和右移运动；

所述方向盘、加速踏板、制动踏板和挡位控制器均安装在虚拟座舱舱室内，且具体安装位置与实际车辆相同，用于驾驶人员坐落在驾驶舱室后进行车辆驾驶方向控制、加速控制、制动控制以及挡位切换操作；

所述方向盘转角传感器、方向盘转速传感器和方向盘转向传感器分别安装在方向盘上，以检测驾驶员操作方向盘时的方向盘转角信号、方向盘转速信号以及方向盘转向信号，所述方向盘转角传感器、方向盘转速传感器和方向盘转向传感器分别与HIL实时平台信号连接，并将检测到的方向盘转角信号、方向盘转速信号以及方向盘转向信号分别发送至HIL实时平台；

所述加速踏板位移传感器安装在所述加速踏板上，以检测驾驶员踩踏加速踏板后，加速踏板的开度，所述加速踏板位移传感器与HIL实时平台信号连接，并将检测到的加速踏板开度信号发送至HIL实时平台；

所述制动踏板位移传感器安装在所述制动踏板上，以检测驾驶员踩踏制动踏板后，制动踏板的开度，所述制动踏板位移传感器与HIL实时平台信号连接，并将检测到的制动踏板开度信号发送至HIL实时平台；

所述挡位位置传感器安装在挡位控制器上，以检测驾驶员操作挡位控制器后，车辆所处的挡位位置，所述挡位位置传感器与HIL实时平台信号连接，并将检测到的挡位位置信号发送至HIL实时平台。

所述HIL实时平台包括：车辆模型仿真模块和交通场景仿真模块；

所述车辆模型仿真模块分别与所述方向盘转角传感器、方向盘转速传感器、方向盘转向传感器、加速踏板位移传感器、制动踏板位移传感器和挡位位置传感器通过CAN总线信号连接，以接收对应传感器检测并发送的包括：方向盘转角信号、方向盘转速信号、方向盘转向信号、加速踏板开度信号、制动踏板开度信号和挡位位置信号在内的驾驶员操作信息；

所述车辆模型仿真模块还与所述虚拟座舱舱室驱动机构信号连接，车辆模型仿真模块接收相应的驾驶员操作信息后，进行车辆驾驶状态模拟仿真，并将所生成的车辆状态控制信号发送至虚拟座舱舱室驱动机构，以控制虚拟座舱舱室驱动机构动作，进而带动虚拟座舱舱室基于驾驶员的操作进行运动；

所述交通场景仿真模块与车辆模型仿真模块信号连接，交通场景仿真模块通过接收车辆模型仿真模块生成并发出的车辆状态控制信号后，进行交通场景模拟仿真，并将所生成的本车车辆状态画面信息，以及与本车车辆状态信息相匹配的道路交通环境画面信息发送至显示装置；

所述道路交通环境画面信息包括：周围车辆状态信息、道路信息、交通信息、天气信息和障碍物信息。

所述显示装置包括：投影仪和环幕；

所述投影仪与HIL实时平台的交通场景仿真模块信号连接，投影仪接收交通场景仿真模块发送的本车车辆状态画面信息和道路交通环境画面信息，投影在所述环幕上；

所述环幕设置在虚拟座舱装置的正前方，通过投影仪的投射显示本车车辆状态画面和道路交通环境画面，给虚拟座舱舱室内的驾驶员营造一个虚拟的驾驶场景。

本实用新型所述用于驾驶员状态监测系统测试的虚拟驾驶系统的工作过程简述如下：

首先，驾驶员在虚拟座舱舱室内操控方向盘、挡位控制器、加速踏板和制动踏板，方向盘转角信号、方向盘转速信号、方向盘转向信号、加速踏板开度信号、制动踏板开度信号和挡位位置信号依次分别通过方向盘转角传感器、方向盘转速传感器、方向盘转向传感器、加速踏板位移传感器、制动踏板位移传感器和挡位位置传感器采集并发送至HIL实时平台；

然后，HIL实时平台内的车辆模型仿真模块接收到包括：方向盘转角信号、方向盘转速信号、方向盘转向信号、加速踏板开度信号、制动踏板开度信号和挡位位置信号在内的驾驶员操作信息后，进行车辆驾驶模拟仿真，生成车辆状态控制信号，并发送至虚拟舱舱室驱动机构动作，以控制虚拟舱舱室进行转弯、换挡、加速或减速操作；

接着，HIL实时平台的交通场景仿真模块通过接收车辆模型仿真模块发出的车辆状态控制信号，进行交通场景模拟仿真，生成本车车辆状态画面信息和包括：周围车辆状态信息、道路信息、交通信息、天气信息和障碍物信息在内的道路交通环境画面信息；

最后，投影仪将接收到HIL实时平台的交通场景仿真模块发出的本车车辆状态画面信息和道路交通环境画面信息投射至环幕上，为驾驶员营造出虚拟的驾驶场景。

当驾驶员处在本实用新型所述虚拟驾驶系统所营造出的一个虚拟的环境中驾驶车辆，当驾驶员疲劳或分神时，检测驾驶员状态监测系统是否能够提醒驾驶员处于疲劳或者分神状态。

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

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于驾驶员状态监测系统测试的虚拟驾驶系统，其特征在于：

所述虚拟驾驶系统包括：虚拟座舱装置、HIL实时平台和显示装置；

所述虚拟座舱装置中，虚拟座舱舱室驱动机构与虚拟座舱舱室相连，虚拟座舱舱室驱动机构接收车辆状态控制信号，带动虚拟座舱舱室运动，方向盘、加速踏板、制动踏板和挡位控制器均安装在虚拟座舱舱室内，方向盘转角传感器、方向盘转速传感器和方向盘转向传感器分别安装在方向盘上，加速踏板位移传感器安装在所述加速踏板上，制动踏板位移传感器安装在所述制动踏板上，挡位位置传感器安装在挡位控制器上；

所述HIL实时平台中，车辆模型仿真模块分别与所述方向盘转角传感器、方向盘转速传感器、方向盘转向传感器、加速踏板位移传感器、制动踏板位移传感器和挡位位置传感器信号连接，接收包括：方向盘转角信号、方向盘转速信号、方向盘转向信号、加速踏板开度信号、制动踏板开度信号和挡位位置信号在内的驾驶员操作信息，并将所生成的车辆状态控制信号分别发送至虚拟座舱舱室驱动机构和交通场景仿真模块，所述交通场景仿真模块接收驾驶员车辆状态控制信号后，将所生成本车车辆状态画面信息，以及与本车车辆状态信息相匹配的道路交通环境画面信息发送至显示装置；

所述显示装置中，投影仪与HIL实时平台的交通场景仿真模块信号连接，并将接收交通场景仿真模块发送的本车车辆状态画面信息和道路交通环境画面信息，投影在屏幕上，所述屏幕设置在虚拟座舱装置正前方。

2.如权利要求1所述一种用于驾驶员状态监测系统测试的虚拟驾驶系统，其特征在于：

所述车辆模型仿真模块分别与所述方向盘转角传感器、方向盘转速传感器、方向盘转向传感器、加速踏板位移传感器、制动踏板位移传感器和挡位位置传感器通过CAN总线信号连接。

3.如权利要求1所述一种用于驾驶员状态监测系统测试的虚拟驾驶系统，其特征在于：

所述道路交通环境画面信息包括：周围车辆状态信息、道路信息、交通信息、天气信息和障碍物信息。

4.如权利要求1所述一种用于驾驶员状态监测系统测试的虚拟驾驶系统，其特征在于：

所述屏幕为环幕。

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