CN213070205U - 一种支持vr驾驶培训的电动车控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种支持VR驾驶培训的电动车控制系统，所述系统包括：一座椅驱动机构，通过一转接元件与车载电脑连接，用于根据车载电脑的数据驱动电动车座椅进行运动；一VR眼镜，通过一信号转换器与所述车载电脑连接，用于根据车载电脑的数据显示影像；所述信号转换器通过一稳流滤波器与电源模块连接；所述车载电脑连接于D2B总线；所述D2B总线通过一网关与MS‑CAN总线连接；一汽车反馈组件，与所述MS‑CAN总线连接；所述MS‑CAN总线通过一网关与HS‑CAN总线连接；所述HS‑CAN总线连接电动车自有的汽车操纵机构、中央控制器、动力电池组、驱动电动机、传动机构、驱动轮以及方向盘电机。本实用新型使电动车在正常驾驶的基础上进一步具备VR驾驶训练的功能，减少资源浪费。

Description

一种支持VR驾驶培训的电动车控制系统

技术领域

本实用新型涉及VR驾驶培训领域，特别涉及一种支持VR驾驶培训的电动车控制系统。

背景技术

现有驾驶培训主要采用三种方式：一是采用实际场地的驾培，场地安装相应的传感器来进行考核，这种方式需要极大的土地占用，对于土地紧缺的地区不适用；二是采用实际车辆安装相应摄像头、GPS等进行具体道路培训，实现与实际场地的物联网交互来培训，但这种方式受制于需要有规范的考试场地规划，仍然对土地占用较大；三是采用VR方式，完成虚拟化的驾培，这种模式占用土地最小，最需要解决的是VR上驾培与实际车辆驾培的体验感一致性。利用虚拟现实技术(缩写为VR)学车，可以有效降低土地占用(社会资源)、学员时间(时间资源)、安全隐患(政府资源)，从而规范化驾培驾考，为下一代智慧交通提供保障。

在采用VR方式进行驾驶培训方面，目前主要采用的方式为仿真模拟车+VR眼镜的模式进行驾驶培训，例如申请号为CN201910827234.6专利名称为“一种VR学车抗眩晕的方法及系统”、申请号为CN201911372627.9专利名称为“一种基于VR的科目二驾驶考试模拟练习方法及其系统”、申请号为CN201910826963.X专利名称为“一种VR学车的系统”和申请号为CN201910826965.9专利名称为“一种VR学车的考试反馈方法及装置”；但是这些方案本身都要设计仿真模拟车，这些车子具有强的专用性，对于非训练时刻车子的使用率较低，带来一定的资源浪费。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种支持VR驾驶培训的电动车控制系统，使电动车在正常驾驶的基础上进一步具备VR驾驶训练的功能，减少资源浪费。

本实用新型提供了一种支持VR驾驶培训的电动车控制系统，包括：

一座椅驱动机构，通过一转接元件与车载电脑连接，用于根据车载电脑的数据驱动电动车座椅进行运动；

一VR眼镜，通过一信号转换器与所述车载电脑连接，用于根据车载电脑的数据显示影像；

所述信号转换器通过一稳流滤波器与电源模块连接；

所述车载电脑连接于D2B总线；

所述D2B总线通过一网关与MS-CAN总线连接；

一汽车反馈组件，与所述MS-CAN总线连接；

所述MS-CAN总线通过一网关与HS-CAN总线连接；

所述HS-CAN总线连接电动车的汽车操纵机构、中央控制器、动力电池组、驱动电动机、传动机构、驱动轮以及方向盘电机。

进一步地，所述座椅驱动机构包括一底盘、一四轴电缸以及一反馈装置，所述底盘设置于电动汽车的座椅和脚踏板下方，与电动汽车的座椅和脚踏板连接；所述四轴电缸，设置于所述底盘下方，其中两个轴与所述底盘前方两侧位置连接，另外两个轴与所述底盘后方两侧位置连接，所述反馈装置与所述四轴电缸和电动汽车方向盘电机旋转轴、座椅前后移动轴、座椅左右移动轴连接，且所述反馈装置通过一转接元件与车载电脑连接，用于根据车载电脑的数据控制四轴电缸、座椅前后移动轴以及座椅左右移动轴的位移。

进一步地，所述系统还包括一空调控制器，与所述MS-CAN总线连接，用于在VR驾驶培训时打开车内空调系统。

进一步地，所述转接元件为USB转EtherCAT转接头。

进一步地，所述信号转换器为Type-C信号转换器。

进一步地，所述电源模块为220V转12V DC稳压电源。

进一步地，所述稳流滤波器为EMI滤波器。

进一步地，所述汽车操纵机构包括离合器踏板、加速踏板、制动踏板、方向盘、档位、驻车制动以及转向灯。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的一种支持VR驾驶培训的电动车控制系统有如下优点：

通过在电动车上安装一座椅驱动机构，将座椅驱动机构与车载电脑连接，再将一VR眼镜与所述车载电脑连接，使电动车在正常的驾驶功能之外，进一步具备VR驾驶培训功能，提高了培训用电动车的使用率，减少资源浪费；

通过空调控制器与HS-CAN总线连接，使电动车在VR驾驶培训时，打开车内空调系统，避免中央控制器过热产生故障，保障系统稳定运行。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型实施例一种支持VR驾驶培训的电动车控制系统的架构示意图；

图2为本实用新型实施例一种支持VR驾驶培训的电动车控制系统的座椅驱动机构示意图。

具体实施方式

本实用新型的总体发明思路是：为了克服现有的VR驾驶培训采用仿真模拟车造成资源浪费的问题，在现有电动车的基础上，加入座椅驱动机构以及VR眼镜与电动车的车载电脑连接，车载电脑通过总线与网关从中央控制器获取电动车的操作数据，之后根据获取到的操作数据驱动电动车座椅进行运动并在VR眼镜中显示相应影像，达到支持VR驾驶培训的效果。

图1为本实用新型实施例一种支持VR驾驶培训的电动车控制系统的架构示意图。如图1所示，本实用新型实施例提供了一种支持VR驾驶培训的电动车控制系统，用于使电动车在正常驾驶的基础上进一步具备VR驾驶训练的功能。其一般性地包括：一座椅驱动机构1，通过一转接元件2(比如，USB转EtherCAT转接头，采用型号为兴威联SVLEC“EtherntEtherCATCAT-5e双端RJ45”将EtherCAT转为RJ45，利用绿联usb转rj45将RJ45转为USB2.0)与车载电脑3(比如采用OEM的独显高配的工控机)连接，用于根据车载电脑3的数据驱动电动车座椅进行运动；一VR眼镜4，通过一信号转换器5(比如，Type-C信号转换器)与所述车载电脑3连接，用于根据车载电脑3的数据显示影像；所述信号转换器5通过一稳流滤波器6(比如，EMI滤波器)与电源模块7(比如，220V转12V DC稳压电源)连接；所述车载电脑3连接于D2B总线；所述D2B总线通过一网关8与MS-CAN总线连接；一汽车反馈组件9(比如车灯以及显示屏等)，与所述MS-CAN总线连接；所述MS-CAN总线通过一网关10与HS-CAN总线连接；所述HS-CAN总线连接电动车自有的汽车操纵机构11(包括离合器踏板、加速踏板、制动踏板、方向盘、档位、驻车制动以及转向灯等)、中央控制器12(比如，比亚迪唐电动汽车的中央控制器组件)、动力电池组13、驱动电动机14、传动机构15、驱动轮16以及方向盘电机17。

请参考图2，在一具体实施例中，所述座椅驱动机构包括一底盘101、一四轴电缸102以及一反馈装置(未图示，比如可以直接采用比亚迪唐电动汽车自有的方向盘控制电机)，反馈装置用于在VR驾驶训练时，根据驾驶者的操作以及VR场景实现底盘101和四轴电缸102的运动，从而实现对驾驶者的体感反馈，以达到模拟真实驾驶感受的效果；所述底盘101设置于电动汽车的座椅103和脚踏板104下方，与电动汽车的座椅103和脚踏板104连接；所述四轴电缸102，设置于所述底盘101下方，其中两个轴1021与所述底盘101前方两侧位置连接，另外两个轴1022与所述底盘101后方两侧位置连接，所述反馈装置与所述四轴电缸102和电动汽车方向盘电机旋转轴(未图示)、座椅前后移动轴(未图示)、座椅左右移动轴连接(未图示)且所述反馈装置通过转接元件2与车载电脑3连接，用于根据车载电脑3的数据控制四轴电缸、座椅前后移动轴以及座椅左右移动轴的位移，实现驾驶者的前后左右倾斜、震动等触感，该控制方式可以基于本领域现有技术实现。

所述VR眼镜4是一种虚拟现实头戴式显示设备，利用头戴式显示设备将人对外界的视觉、听觉封闭，并引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉，其显示原理是左右眼屏幕分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感。在本实用新型中，VR眼镜4主要用于引导用户产生一种身在虚拟驾驶环境中的感觉。所述电源模块7为220V转12V DC稳压电源，且所述电源模块7可以通过一稳流滤波器6(EMI FILTER)与所述信号转换器5(Type-C信号转换器)相连接，该信号转换器36用于实现信号转换功能；所述稳流滤波器38(EMI FILTER)用于过滤电磁波干扰，以确保电流稳定。

可选地，在另一个实施例中，还有一空调控制器18(比如，比亚迪唐电动汽车空调控制器组件)与所述MS-CAN总线连接，用于在VR驾驶培训时打开车内空调系统。在VR驾驶培训时，打开车内空调系统。因为在VR应用中，车载电脑需要使用较高配置的显卡，在VR驾驶培训时，空调控制器18自动打开车内空调系统，从而让车载电脑降温。

本实用新型实施例的工作原理如下：

在已有的电动车基础上构建支持VR驾驶培训的控制系统，电动车正常行驶时，离合器踏板、加速踏板、制动踏板、方向盘、档位、驻车制动、转向灯等操纵机构11的操作数据转换为电信号，输入中央控制器12，通过控制驱动电动机14运转(车辆速度等)和车辆反馈组件9(车灯显示等)实现驾驶；在VR驾驶培训时，所述离合器踏板、加速踏板、制动踏板、方向盘、档位、驻车制动、转向灯等操纵机构11的操作数据转换为电信号，输入中央控制器后12，传输到车载电脑3(车载电脑安装有VR客户端)，通过VR客户端与VR服务端(远程服务器)进行交互，计算对应的车辆加速度、速度、场景以及七轴变量，将相应的场景、位置、加速度、速度等传输至VR眼镜4，将座椅驱动数据传输至座椅驱动机构3，该控制方式可以基于本领域现有技术实现，具体可以有如下应用场景：

1)半联动

在进入半坡起步时，驾驶员在电动车上用左脚的脚前掌，将离合器踏板一踏到底，挂入一档，左脚缓慢抬起离合，当接收到的离合传感器值在达设置的阈值A到阈值B区间时(阈值B是半联动接力点，阈值A是靠近阈值B的一个值)，VR客户端触发发动机声音音频，同时传输信号到反馈装置，控制四轴电缸102实现底盘抖动；当接收到的离合传感器达到阈值B时，模拟车辆有向前的速度，反馈装置传输信号到四轴电缸102位于底盘101前端的两个轴1021，让其在Y轴上升一定阈值。

2)车辆真实性体验

当VR场景中左转时，控制座椅左右移动轴往左移动；方向盘回正时控制座椅复位；

当VR场景中右转时，控制座椅左右移动轴往右移动；方向盘回正时控制座椅复位；

当VR场景中下坡时，控制底盘后端两个轴1022上升设定高度；

当VR场景中上坡时，控制底盘前部两个轴1021上升设定高度；回到平地过程控制两个轴缓慢恢复默认高度；

当VR场景中为不平地面时，对应的四个轮胎模拟接触到不平地面，当不平位置高时，控制接触到该位置轮胎对应的底盘的轴抬高，回到平地时恢复默认高度；当不平位置低时，控制接触到该位置轮胎对应的底盘的轴降低，回到平地时恢复默认高度；

当VR场景中进行刹车急停时，控制座椅的前后轴在设定时间前后往复晃动，然后静止。

本申请实施例通过在电动车上安装一座椅驱动机构，将座椅驱动机构与车载电脑连接，再将一VR眼镜与所述车载电脑连接，使电动车在正常的驾驶功能之外，进一步具备VR驾驶培训功能，提高了培训用电动车的使用率，减少资源浪费；通过空调控制器，使电动车在训练模式时，打开车内空调系统，避免中央控制器过热产生故障，保障系统稳定运行。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种支持VR驾驶培训的电动车控制系统，其特征在于，包括：

一座椅驱动机构，通过一转接元件与车载电脑连接，用于根据车载电脑的数据驱动电动车座椅进行运动；

一VR眼镜，通过一信号转换器与所述车载电脑连接，用于根据车载电脑的数据显示影像；

所述信号转换器通过一稳流滤波器与电源模块连接；

所述车载电脑连接于D2B总线；

所述D2B总线通过一网关与MS-CAN总线连接；

一汽车反馈组件，与所述MS-CAN总线连接；

所述MS-CAN总线通过一网关与HS-CAN总线连接；

所述HS-CAN总线连接电动车的汽车操纵机构、中央控制器、动力电池组、驱动电动机、传动机构、驱动轮以及方向盘电机。

2.根据权利要求1所述的一种支持VR驾驶培训的电动车控制系统，其特征在于：所述座椅驱动机构包括一底盘、一四轴电缸以及一反馈装置，所述底盘设置于电动汽车的座椅和脚踏板下方，与电动汽车的座椅和脚踏板连接；所述四轴电缸，设置于所述底盘下方，其中两个轴与所述底盘前方两侧位置连接，另外两个轴与所述底盘后方两侧位置连接，所述反馈装置与所述四轴电缸和电动汽车方向盘电机旋转轴、座椅前后移动轴、座椅左右移动轴连接，且所述反馈装置通过一转接元件与车载电脑连接，用于根据车载电脑的数据控制四轴电缸、座椅前后移动轴以及座椅左右移动轴的位移。

3.根据权利要求1所述的一种支持VR驾驶培训的电动车控制系统，其特征在于：所述系统还包括一空调控制器，与所述MS-CAN总线连接，用于在VR驾驶培训时打开车内空调系统。

4.根据权利要求1所述的一种支持VR驾驶培训的电动车控制系统，其特征在于：所述转接元件为USB转EtherCAT转接头。

5.根据权利要求1所述的一种支持VR驾驶培训的电动车控制系统，其特征在于：所述信号转换器为Type-C信号转换器。

6.根据权利要求1所述的一种支持VR驾驶培训的电动车控制系统，其特征在于：所述电源模块为220V转12V DC稳压电源。

7.根据权利要求1所述的一种支持VR驾驶培训的电动车控制系统，其特征在于：所述稳流滤波器为EMI滤波器。

8.根据权利要求1所述的一种支持VR驾驶培训的电动车控制系统，其特征在于：所述汽车操纵机构包括离合器踏板、加速踏板、制动踏板、方向盘、档位、驻车制动以及转向灯。

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